1

PROIECT

NORMATIV PENTRU EVALUAREA IN-SITU A REZISTEN ŢEI BETONULUI DIN CONSTRUC ŢIILE EXISTENTE,

indicativ NP 137

2

CUPRINS

1. OBIECT ŞI DOMENIU DE APLICARE

2. DOCUMENTE DE REFERINŢĂ

3. TERMENI ŞI DEFINIŢII

4. SIMBOLURI ŞI PRESCURTĂRI

5. PLANIFICAREA INVESTIGAŢIILOR PRIVIND EVALUAREA REZISTENŢEI LA COMPRESIUNE A BETONULUI

5.1. Consideraţii generale 5.2. Clasificarea metodelor de încercare 5.3. Selectarea programelor de încercare

5.3.1. Alegerea metodelor de investigare 5.3.2. Consideraţii privind precizia evaluării rezistenţei in-situ 5.3.3. Condiţii locale 5.3.4. Alte condiţii de selectare

6. REZISTENŢA CARACTERISTICĂ LA COMPRESIUNE IN-SITU ÎN RAPORT CU CLASA DE REZISTENŢĂ LA COMPRESIUNE

7. METODE DE ÎNCERCARE PENTRU EVALUAREA REZISTENŢEI LA COMPRESIUNE A BETONULUI

7.1. Metoda carotelor 7.1.1. Consideraţii generale 7.1.2. Selectarea zonelor de extragere a carotelor 7.1.3. Precizia încercării şi numărul de carote

7.1.3.1. Caracteristicile betonului 7.1.3.2. Variabile de încercare 7.1.3.3. Variabile ale carotelor 7.1.3.4. Numărul de carote

7.1.4. Mărimea carotelor 7.1.5. Pregătirea carotelor înainte de încercare 7.1.6. Aparatura şi tehnica de încercare. Determinarea rezistenţei la compresiune

7.2. Metoda ultrasunetelor 7.2.1. Consideraţii generale 7.2.2. Domeniu de aplicare 7.2.3. Selectarea zonelor de încercare şi numărul de încercări 7.2.4. Aparatura şi tehnica de încercare. Determinarea rezistenţei la compresiune

7.3. Metoda de duritate superficială 7.3.1. Consideraţii generale 7.3.2. Domeniu de aplicare 7.3.3. Selectarea zonelor de incercare şi numărul de încercări 7.3.4. Aparatura si tehnica de încercare. Determinarea rezistenţei la compresiune

7.4. Încercarea betonului prin metoda nedistructivă combinată 7.4.1. Consideraţii generale 7.4.2. Domeniu de aplicare 7.4.3. Selectarea zonelor de încercare şi numărul de încercări 7.4.4. Aparatura şi tehnica de încercare. Determinarea rezistenţei la compresiune

7.5. Încercarea betonului prin metoda smulgerii în adâncime 7.5.1. Consideraţii generale 7.5.2. Domeniu de aplicare 7.5.3. Aparatura şi tehnica de încercare. Determinarea rezistenţei la compresiune

3

8 METODE DE EVALUARE A REZISTENŢEI LA COMPRESIUNE A BETONULUI 8.1.Evaluarea rezistenţei caracteristice la compresiune in-situ prin încercarea carotelor

8.1.1. Epruvete 8.1.2. Număr de epruvete de încercat 8.1.3. Abordări de evaluare

8.1.3.1 Generalităţi 8.1.3.2 Abordarea A 8.1.3.3 Abordarea B

8.2. Evaluarea rezistenţei caracteristice la compresiune in-situ prin metode indirecte 8.2.1. Generalităţi

8.2.1.1. Metode de evaluare 8.2.1.2. Varianta 1 – Corelaţie directă cu carotele 8.2.1.3. Varianta 2 – Etalonare cu carotele pentru un interval limitat al rezistenţei, utilizând o relaţie stabilită

8.2.2. Încercări indirecte corelate cu rezistenţa la compresiune in-situ (varianta 1) 8.2.2.1. Domeniu de aplicare 8.2.2.2. Procedură de încercare 8.2.2.3. Stabilirea relaţiei între rezultatul încercării şi rezistenţa la compresiune in-situ 8.2.2.4 Evaluarea rezistenţei la compresiune in-situ

8.2.3. Utilizarea unei relaţii determinate plecând de la un număr limitat de carote şi curbă de bază (varianta 2)

8.2.3.1. Generalităţi 8.2.3.2. Procedură de încercare 8.2.3.3. Metodă de evaluare 8.2.3.4. Valabilitatea relaţiilor 8.2.3.5. Estimarea rezistenţei la compresiune in-situ

8.3 Evaluarea în cazurile în care conformitatea betonului bazată pe încercările standard prezintă dubii

8.4 Evaluarea rezistenţei betonului prin metoda nedistructivă combinată (SONREB)

Anexa A - SCHEME LOGICE DE APLICARE A METODELOR DE EVALUARE A

REZISTENŢEI LA COMPRESIUNE A BETONULUI

Anexa B - EXEMPLE DE PRELUCRARE A REZULTATELOR OBŢINUTE PRIN APLICAREA METODELOR DE EVALUARE A REZISTENŢEI LA COMPRESIUNE A BETONULUI

Anexa C - COMENTARII SI RECOMANDARI

4

1. OBIECT ŞI DOMENIU DE APLICARE 1.1. Prezentul normativ prezintă principalele metode/proceduri de încercare şi metode de evaluare in–situ a rezistenţei betonului din structuri şi din elemente prefabricate.

1.2. Prevederile normativului se aplică, în principal, pentru evaluarea rezistenţei la compresiune a betonului, la:

a) construcţiile existente, în următoarele cazuri: - modificări sau schimbări de destinaţie ale structurii; - evaluarea seismică a structurilor existente;

b) construcţiile noi, în următoarele cazuri: - evaluarea rezistenţei betonului în timpul execuţiei structurii; - existenţa unor dubii în legătură cu nivelul rezistenţei betonului datorate: modului de punere în operă, deteriorării betonului din cauze diverse, etc. - constatări de neconformitate a rezistenţei la compresiune a betonului în urma

încercării probelor de beton la staţii; - neefectuarea de prelevări de probe la locul turnării.

1.3. Metodele de evaluare a rezistenţei la compresiune a betonului prezentate în normativ sunt: - metode nedistructive (metoda ultrasunetelor, metoda de duritate superficială); - semi-nedistructive (metoda smulgerii în adâncime); - distructive (metoda carotelor); - simple sau combinate.

1.4. Normativul prezintă pentru fiecare metodă/combinaţie de metode posibilităţile de aplicare, precizia de estimare a rezistenţei, precum şi principiile şi metodologia pentru stabilirea relaţiilor între rezultatele încercărilor şi rezistenţa la compresiune a betonului.

1.5. Totodată, se fac recomandări asupra alegerii metodei de investigare celei mai adecvate, în funcţie de condiţiile de încercare, pentru a se obţine valori ale rezistenţelor la compresiune estimate cât mai apropiate de cele reale. Pentru fiecare metodă sunt expuse în detaliu situaţiile în care folosirea acesteia este indicată/contraindicată.

1.6. Pentru evaluarea rezistenţei la întindere a betonului, aceasta se poate determina prin: a) calcul, pe baza prevederilor din standardul SR EN 1992-1-1 referitoare la relaţiile

între rezistenţa la întindere şi rezistenţa de compresiune; b) încercarea carotelor în mod direct (rezistenţa la întindere prin despicare).

1.7. Prezentul normativ nu tratează următoarele: - determinarea calităţii betonului din construcţii îngropate; - determinarea porozităţii şi a rezistenţei la întindere prin despicare a betonului

utilizând metoda carotelor; - determinarea proprietăţilor elasto-dinamice, a omogenităţii, a defectelor şi a

degradărilor ascunse ale betonului utilizând metoda ultrasunetelor.

1.8. Metodele de evaluare in–situ a rezistenţei la compresiune a betonului din structuri şi din elemente prefabricate se efectuează de către laboratoare atestate/autorizate conform legislaţiei in vigoare.

1.9. Prevederile normativului se adresează investitorilor, proiectanţilor, executanţilor de lucrări, specialiştilor cu activitate în domeniul construcţiilor atestaţi /autorizaţi în condiţiile legii, precum şi organismelor de verificare şi control (verificarea şi/sau expertizarea proiectelor, verificarea, controlul şi/sau expertizarea lucrărilor).

5

2. DOCUMENTE DE REFERIN ŢĂ

Prezentul normativ se utilizează împreună cu următoarele documente de referinţă:

Reglementări tehnice: Nr. crt. Acte legislative

Act normativ prin care se aprobă reglementarea tehnică/ publicaţia

1. Normativ pentru producerea betonului şi executarea lucrărilor din beton, beton armat şi beton precomprimat - Partea 1: Producerea betonului, indicativ NE 012/1-2007

Ordinul ministrului dezvoltării lucrărilor publice şi locuinţei nr.577/2008 din 29 aprilie 2008, publicat în Monitorul Oficial al României, Partea I nr. 374 din 16 mai 2008

2. Normativ pentru producerea şi executarea lucrărilor din beton, beton armat şi beton precomprimat - Partea 2: Executarea lucrărilor din beton, indicativ NE 012/2-2010

Ordinul ministrului dezvoltării regionale şi turismului nr. 853/2010 din 22 noiembrie 2010, publicat în Monitorul Oficial, Partea I nr.853 din 20 decembrie 2010

3. Cod de proiectare seismică. Partea a III-a. Prevederi pentru evaluarea seismică a clădirilor existente, indicativ P 100-3/2008

Ordinul ministrului dezvoltării regionale şi locuinţei nr.704/2009 publicat în Monitorul Oficial al României, Partea I nr.674 şi nr.674 bis din 1 octombrie 2009, cu completările ulterioare

Standarde de referinţă: Nr. crt.

Standarde Denumire

1 SR EN 1992-1-1:2004 Eurocod 2: Proiectarea structurilor de beton. Partea 1-1: Reguli generale şi reguli pentru clădiri

2 SR EN 1992-1-1:2004/AC:2012 Eurocod 2: Proiectarea structurilor de beton. Partea 1-1: Reguli generale şi reguli pentru clădiri

3 SR EN 1992-1-1:2004/NB:2008/ A91:2009

Eurocod 2: Proiectarea structurilor de beton. Partea 1-1: Reguli generale şi reguli pentru clădiri. Anexa naţională

4 SR EN 206-1:2002 Beton. Partea 1: Specificaţie, performanţă, producţie şi conformitate

5 SR EN 206-1:2002/A1:2005 şi A2:2005

Beton. Partea 1: Specificaţie, performanţă, producţie şi conformitate

6 SR EN 206-1:2002/C91:2008 şi C92:2012

Beton. Partea 1: Specificaţie, performanţă, producţie şi conformitate

7 SR EN 13791:2007 Evaluarea in-situ a rezistenţei la compresiune a betonului din structuri şi elemente prefabricate

8 SR EN 13791:2007/C91:2007 Evaluarea in-situ a rezistenţei la compresiune betonului din structuri şi elemente prefabricate

9 SR EN 12350 – 1:2009 Încercare pe beton proaspăt. Partea 1: Eşantionare

10 SR EN 12504-1:2009 Încercări pe beton în structură. Partea 1: Carote. Prelevare, examinare şi încercări la compresiune

11 SR EN 12504-2:2013

Încercări pe beton în structure. Partea 2: Încercări nedistructive. Determinarea indicelui de recul

12 SR EN 12504-3:2006 Încercări pe beton în structure. Partea 3: Determinarea forţei de smulgere

6

Nr. crt.

Standarde Denumire

13 SR EN 12504-4:2004

Încercare pe beton întărit. Partea 4: Determinarea vitezei de propagare a ultrasunetelor

14 SR EN 12390-1:2013

Încercare pe beton întărit. Partea 1: Formă, dimensiuni şi alte condiţii pentru epruvete şi tipare

15 SR EN 12390-2:2009

Încercare pe beton întărit. Partea 2: Pregătirea şi păstrarea epruvetelor pentru încercări de rezistenţă

16 SR EN 12390-3:2009 Încercare pe beton întărit. Partea 3: Rezistenţa la compresiune a epruvetelor

17 SR EN 12390-3:2009/AC:2011 Încercare pe beton întărit. Partea 3: Rezistenţa la compresiune a epruvetelor

18 SR EN 12390-4:2002 Încercare pe beton întărit. Partea 4: Rezistenţa la compresiune. Caracteristicile maşinilor de încercare

3. TERMENI ŞI DEFINI ŢII

În scopul prezentului normativ se aplică termenii şi definiţiile indicate în NE 012/1, precum şi următoarele: 3.1 rezistenţa la compresiune standardizată rezistenţa la compresiune determinată pe epruvete de încercare standardizate (cuburi sau cilindri) care sunt prelevate, confecţionate, păstrate şi încercate în conformitate cu SR EN 12350-1, SR EN 12390-2 şi SR EN 12390-3.

3.2 rezistenţa la compresiune in–situ rezistenţa betonului dintr-un element structural/element prefabricat, exprimată în termenii rezistenţei echivalente a unei epruvete standardizate, cub sau cilindru.

3.3 rezistenţa caracteristică la compresiune in–situ valoarea rezistenţei la compresiune în–situ sub care se pot situa 5% din populaţia tuturor rezultatelor determinărilor de rezistenţă posibile ale volumului de beton considerat.

NOTĂ − Această populaţie este puţin probabil să fie aceeaşi populaţie folosită pentru a determina conformitatea betonului proaspăt din SR EN 206-1.

3.4 carota cilindru extras dintr-un element/structură de beton (simplu, armat sau precomprimat), prin operaţia de tăiere.

3.5 rezistenţa la compresiune a carotei rezistenţa la compresiune a unei carote, determinată în conformitate cu SR EN 12504-1.

7

3.6 poziţia de încercare suprafaţă limitată, aleasă pentru măsurătorile utilizate pentru a estima un rezultat al încercării, care urmează a fi folosit la evaluarea rezistenţei la compresiune in-situ.

3.7 zona de încercare unul sau mai multe elemente structurale sau elemente prefabricate din beton, presupuse sau cunoscute a aparţine aceleaşi populaţii. O zonă de încercare cuprinde mai multe poziţii de încercare.

3.8 încercări nedistructive încercări care nu provoacă deteriorări ale elementului în timpul investigaţiilor.

3.9 duritatea suprafeţei betonului proprietatea suprafeţei betonului măsurată în termenii unei proporţii a energiei returnate unei mase standardizate în urma impactului acesteia cu suprafaţa betonului.

3.10 rezistenţa la compresiune de referinţă rezistenţa la compresiune a betonului obţinută prin aplicarea directă a metodei combinate

3.11 rezistenţa la compresiune efectivă rezistenţa la compresiune a betonului obţinută din rezistenţa la compresiune de referinţă prin aplicarea coeficienţilor de influenţă

3.12 abaterea standard abaterea standard (de sondaj), s = {[(x1 - M)2 + (x2 - M)2 + . . . + (xn - M)2]/(n-1) }½ este un estimator al abaterii standard a populaţiei, presupunând că există n rezultate în eşantion cu valorile { x1, x2,..., xn } având media M (x1 + x2 + . . . + xn)/n

3.13 eroarea standard

eroarea standard SEx=s/ n reprezintă raportul între abaterea standard şi rădăcina pătrată a

numărului de rezultate, n. 4. SIMBOLURI ŞI PRESCURTĂRI

În scopul prezentului normativ se utilizează următoarele simboluri şi prescurtări:

d diametrul carotei

dr distanţa de la axul barei până la cel mai apropiat capăt al carotei fis rezultatul încercării rezistenţei la compresiune in-situ

fis,min cel mai mic rezultat al încercării rezistenţei la compresiune in-situ

fm(n),is media rezistenţei la compresiune în-situ din n rezultate ale încercării

fcar. rezistenţa la compresiune a betonului obţinută pe carote

8

fc,ref rezistenţa la compresiune de referinţă a betonului obţinută prin aplicarea metodei combinate

fc,ef rezistenţa la compresiune efectivă a betonului obţinută din rezistenţa de referinţă după aplicarea coeficienţilor de influenţă

fc,exp.i rezistenţa la compresiune a betonului obţinută prin încercări distructive la aplicarea metodei combinate

fck rezistenţa caracteristică la compresiune

fck,is rezistenţa caracteristică la compresiune in-situ

fck,is,cub rezistenţa caracteristică la compresiune in-situ, exprimată prin rezistenţa echivalentă a unui cub cu latura de 150 mm

fck,is, cyl rezistenţa caracteristică la compresiune in-situ exprimată prin rezistenţa echivalentă a unui cilindru de 150 mm x 300 mm

fis, 1 rezultatul încercării rezistenţei la compresiune in-situ, evaluat prin metode indirecte de încercare, atunci când este stabilită o relaţie specifică prin intermediul încercărilor pe carotă

fis, F rezultatul încercării rezistenţei la compresiune in-situ, estimat prin încercările de smulgere validate prin încercările pe carotă

fis, R rezultatul încercării rezistenţei la compresiune in-situ, estimat prin încercările cu sclerometrul validate prin încercările pe carotă

fis, v rezultatul încercării rezistenţei la compresiune in-situ, estimat prin încercările privind viteza de propagare a ultrasunetelor validate prin încercările pe carotă

fF valoarea iniţială a rezistenţei in-situ, obţinută din curba de bază pentru o forţă de smulgere

fR valoarea iniţială a rezistenţei in-situ, obţinută din curba de bază a încercării cu sclerometrul

fv valoarea iniţială a rezistenţei in-situ, obţinută din curba de bază pentru o viteză a ultrasunetelor

γc coeficient parţial de siguranţă pentru beton

k limită asociată unor numere mici de rezultate ale încercărilor

k1 coeficient care depinde de numărul de încercări cuplate

k2 coeficient având valoarea de 1,48

l înalţimea/lungimea carotei

n numărul de rezultate ale încercărilor

s abatere standard

ν rezultatul încercării privind viteza de propagare a ultrasunetelor aplicat la metoda indirectă

tcut grosimea coroanei diamentate a cuţitului cu care se taie carota

Acar secţiunea transversală a carotei

9

F rezultatul încercării la forţa de smulgere

Fcar forţa maximă atinsă la încercarea carotelor

L distanţa emiţător-receptor în linie dreaptă

N valoarea indicelui de recul

R indicele de recul (rezultatul încercării cu sclerometrul)

T timpul de propagare al impulsurilor în beton

Va viteza de propagare a ultrasunetelor în armătură

VB viteza reală de propagare a ultrasunetelor în beton

VL viteza de propagare longitudinală a ultrasunetelor

∆f valoarea decalării curbei de bază

δf diferenţă între rezistenţa carotei şi valoarea rezistenţei conform relaţiei de bază

δfm(n) media a n valori ale δf

Φmax.agr dimensiunea maximă a agregatului

Φarm diametrul armăturii. 5. PLANIFICAREA INVESTIGA ŢIILOR PRIVIND EVALUAREA REZISTEN ŢEI LA COMPRESIUNE A BETONULUI 5.1. Consideraţii generale

5.1.1. Evaluarea rezistenţei la compresiune a betonului din structuri furnizează date cu privire la cea mai importantă caracteristică a betonului, clasa sa de rezistenţă. Identificarea acesteia este necesară, în principal, la:

- evaluarea structurilor existente din beton; - determinarea calităţii betonului din construcţiile noi, în cazul în care există dubii

privind calitatea, neconformitatea betonului la staţii, etc.

5.1.2. Metodele de evaluare a rezistenţei la compresiune a betonului sunt prezentate la cap.8. Evaluarea rezistentei se face pe baza rezultatelor obţinute aplicând metodele de încercare prezentate la cap.7.

5.1.3. În normativ sunt prezentate următoarele metode de încercare: metoda carotelor (pct.7.1), metoda ultrasunetelor (pct.7.2), metoda de duritate superficială (pct.7.3) şi metoda smulgerii în adâncime (pct.7.5). 5.2. Clasificarea metodelor de încercare

Metodele de încercare se pot clasifica pe baza următoarelor criterii:

5.2.1. Locul efectuării încercărilor: - in-situ; - în laborator.

5.2.2. Domeniile de aplicare a unor ramuri ale fizicii:

10

- metode mecanice prin şoc; - metode ultrasonice; - metode electromagnetice.

5.2.3. Modul de determinare a rezistenţei betonului: - direct; - indirect.

5.2.4. Efectul asupra betonului: - distructiv; - seminedistructiv; - nedistructiv.

5.2.5. Aplicarea încercărilor nedistructive: - simple; - combinate.

5.3. Selectarea programelor de încercare

Programul de încercări se selectează, în principal, în funcţie de obiectivele investigaţiilor, condiţiile locale şi alte condiţii relevante 5.3.1. Alegerea metodelor de investigare

Alegerea unei anumite metode de încercare dintre cele prezentate în tabelul 5.1 depinde de următorii factori:

a) zona de testare. Factorii care trebuie luaţi în considerare: - poziţia betonului de testat în element; - poziţia secţiunilor celor mai solicitate; - variaţia rezistenţei pe grosimea elementului; - poziţia armăturilor indentificată pe planşe sau utilizând pahometrul; - prezenţa unor defecte locale.

b) efectele distructive produse. Alegerea între utilizarea unor metode distructive sau nedistructive poate fi influenţată de efectul:

- testării pe suprafaţa aparentă a elementului; - realizării de găuri prin carotare; - tăierii armăturii.

c) precizia determinărilor. Nivelul de precizie depinde de: - metoda utilizată; - numărul de măsurători; - precizia şi gradul de încredere al corelării între diferite metode.

În tabelul 5.1 este prezentată o clasificare a celor patru metode de încercare a rezistenţei la compresiune a betonului pe baza unor criterii generale de apreciere, cu evindenţierea principalelor particularităţi (avantaje/limitări) ale aplicării fiecăreia dintre acestea.

11

Tabelul 5.1 Avantajele şi limit ările aplicării diferitelor metode de încercare a rezistenţei la compresiune a betonului

Zona testată

Tip metodă Precizia estimării

rezistenţei

Viteza de

efectuare

Uşurin ţa de

aplicare

Eficienţa economică

Lipsa deteriorărilor

în adâncime

extragerea şi încercarea carotelor

4 2 1 1 1

viteza ultrasunetelor

2 3 3 3 4

în zona suprafeţei

smulgerea în adâncime

2 2 1 1 2

la suprafaţă

duritatea suprafeţei

1 4 4 4 4

NOTĂ- Punctajul de la 1 la 4 este acordat pentru clasificarea metodelor în funcţie de diferite criterii de apreciere.

5.3.2 Consideraţii privind precizia evaluării rezistenţei in-situ

Gradul de încredere al evaluării rezistenţei betonului creşte odată cu numărul de încercări efectuate.

Cea mai directă metodă de evaluare in-situ a rezistenţei betonului este testarea carotelor extrase din lucrare (metodă distructivă).

Cea mai indicată procedură de evaluare este combinarea metodelor de încercare nedistructive cu cele distructive. De exemplu, măsurarea vitezei ultrasunetelor (metodă nedistructivă) pe carote, înainte de încercarea acestora, creşte gradul de încredere a măsurătorilor efectuate in-situ aplicând metoda vitezei ultrasunetelor. Totodată, investigarea unui număr cât mai mare de elemente prin aplicarea metodei vitezei ultrasunetelor, înainte de extragerea carotelor, conduce la o evaluare mai precisă a rezistenţei betonului din structură.

În programul de încercare se poate alege o combinaţie dintre diferite metode de încercare care să permită:

a) aplicarea unei metode ca preliminară alteia; b) utilizarea unui număr limitat de carote pentru realizarea corelării cu viteza

ultrasunetelor pe anumite zone ale structurii, astfel încât metoda să poate fi utilizată la estimarea rezistenţei betonului din întreaga structură;

c) aplicarea a două sau mai multe încercări nedistructive care să conducă la o sporire a preciziei evaluării rezistenţei betonului faţă de metodele simple. 5.3.3. Condiţii locale

Condiţiile care trebuie considerate la alegerea metodelor de investigare includ: a) starea generală a construcţiei de investigat, inclusiv în ceea ce priveşte posibilitatea de

transport a echipamentelor de investigare; b) accesibilitatea în zonele de încercare; c) siguranţa personalului care execută încercările şi, în general, a persoanelor aflate în

zonele de investigare. 5.3.4. Alţi condiţii de selectare

Programul de investigaţii trebuie să ţină seama şi de influenţa altor factori, precum:

12

- întârzierile de execuţie pe durata efectuării încercărilor şi analizării rezultatelor şi luării deciziilor care se impun;

- necesitatea înlăturării betonului deteriorat şi efectuării de reparaţii şi/sau consolidări;

- particularităţile diferitelor metode de investigare; - necesitatea de selectare a unui număr adecvat de încercări. În tabelul 5.1 se prezintă o clasificare a aplicării diferitelor metode de încercare pe

baza unor criterii generale de apreciere.

6. REZISTENŢA CARACTERISTIC Ă LA COMPRESIUNE IN-SITU ÎN RAPORT CU CLASA DE REZISTENŢĂ LA COMPRESIUNE

Cerinţele pentru rezistenţa caracteristică la compresiune minimă, determinată in-situ în conformitate cu standardul SR EN 13791, referitoare la clasele de rezistenţă la compresiune, determinate în conformitate cu normativul NE 012/1, sunt prezentate sintetic tabelul 6.1.

Tabelul 6.1 – Corespondenţa dintre rezistenţa caracteristică la compresiune in-situ minimă şi

clasa de rezistenţă la compresiune a betonului

Clasa de rezistenţă la compresiune în conformitate cu NE 012/1

Rezistenţa caracteristică a betonului determinată in-situ în conformitate cu

SR EN 13791 fck,is,cil fck,is,cub

C8/10 7 9 C12/15 10 13 C16/20 14 17 C20/25 17 21 C25/30 21 26 C30/37 26 31 C35/45 30 38 C40/50 34 43 C45/55 38 47 C50/60 43 51 C55/67 47 57

7. METODE DE ÎNCERCARE PENTRU EVALUAREA REZISTEN ŢEI LA COMPRESIUNE A BETONULUI

7.1. Metoda carotelor

7.1.1.Consideraţii generale

7.1.1.1. Încercările prin extrageri de carote sunt încercări directe, distructive prin efectul pe care îl au asupra betonului din elementul examinat, şi se efectuează în conformitate cu SR EN 12504-1.

13

7.1.1.2. Încercarea betonului cu ajutorul carotelor se foloseşte pentru obţinerea unor informaţii privind calitatea betonului din lucrare, inclusiv asupra rezistenţei la compresiune a acestuia.

7.1.1.3. Carotele nu reprezintă echivalentul pentru betonul din lucrare, al unei epruvete turnate, de aceeaşi formă şi dimensiune. Acest fapt se datorează distrugerilor în structura betonului ce au loc atât pe suprafeţele laterale, cât şi pe cele de capăt ale carotei, în timpul operaţiei de extragere şi prelucrare.

Pentru obţinerea rezistenţei echivalente unui cub, cu latura de 150 mm, din acelaşi beton, este necesară aplicarea unor factori de corecţie, care ţin cont de aceste degradări. 7.1.2. Selectarea zonelor de extragere a carotelor

7.1.2.1. Pentru evaluarea rezistenţei la compresiune in-situ a betonului dintr-o structură/element prefabricat din beton se face o planificare a zonelor de încercare (extragere a carotelor). Astfel, se identifică una sau mai multe zone de încercare şi în limitele fiecărei zone de încercare, se alege un număr de poziţii de încercare. Alegerea mărimii poziţiilor de încercare depinde de metoda de încercare folosită. Numărul rezultatelor de încercare dintr-o zonă de încercare influenţează gradul de încredere al evaluării.

7.1.2.2. Pentru evaluarea clasei de rezistenţă la compresiune a unei structuri existente, structura trebuie să fie împărţită în zone de încercare în care betonul se presupune că aparţine aceleaşi populaţii, fiind reprezentativ pentru calitatea generală (de ex. volumul de beton turnat odată, tehnologia de turnare utilizată, clasa betonului, etc). Un nivel al unei structuri etajate poate reprezenta o astfel de zonă, un planşeu de asemenea, dacă turnarea lui nu s-a făcut cu întreruperi importante.

7.1.2.3. În evaluarea rezistenţei la compresiune in-situ trebuie luat în considerare faptul că cea mai scăzută rezistenţă a betonului este de obicei în apropierea suprafeţei elementului structural, rezistenţa crescând odată cu creşterea adâncimii faţă de suprafaţă.

7.1.2.4. În cazurile în care trebuie evaluată capacitatea portantă a unei structuri existente, încercările trebuie să fie concentrate asupra betonului din elementele/părţile cele mai solicitate ale structurii. În aceste cazuri, luarea probelor nu trebuie să afecteze în mod nefavorabil capacitatea portantă a structurii.

7.1.2.5. Atunci când trebuie evaluate tipul sau amploarea deteriorărilor, zonele de încercare trebuie să fie concentrate asupra elementelor/părţilor cu comportare nefavorabilă identificată/aşteptată. În aceste cazuri este utilă compararea rezultatelor cu cele obţinute pe eşantioanele prelevate din părţile intacte ale structurii.

7.1.2.6. Înainte de stabilirea zonelor de extragere a carotelor, trebuie luate în considerare posibilele implicaţii ale acestor extrageri asupra siguranţei structurale. Selectarea zonelor de extragere a carotelor din elementele de construcţii se stabileşte de către proiectantul lucrării/expertul tehnic.

7.1.2.7. La selectarea zonelor de extragere a carotelor se vor avea în vedere următoarele: - amplasarea în zonele care prezintă interes din punct de vedere al controlului

calităţii betonului; - evitarea, pe cât este posibil, a prelevării de carote prin armături;

14

- îndepărtarea de zonele în care pot fi intersectate armături (aceste zone pot fi stabilite pe baza proiectului şi pot fi verificate prin măsurători nedistructive, metode electomagnetice);

- amplasarea în axa de simetrie sau cât mai aproape de aceasta a locului de extracţie, la elementele verticale (stâlpi);

- amplasarea în zonele cu nivel redus de solicitare a betonului; - deţinerea de rezultate ale unor încercări nedistructive prealabile pentru verificarea

controlului calităţii betonului, astfel încât rezultatele măsurătorilor nedistructive să fie reprezentative pentru betonul din elementul examinat.

7.1.2.8. Carotele extrase din zone cu defecte locale (vizibile) nu pot fi utilizate decât la precizarea formei şi a adâncimii defectului examinat. Carotele cu neomogenitaţi importante în secţiune sau fisurate nu pot fi utilizate la determinarea rezistenţei betonului din element. 7.1.3. Precizia încercării şi numărul de carote

Rezistenţa carotei (precizia încercării) este influenţată de factori datoraţi caracteristicilor betonului şi factori datoraţi variabilelor de încercare, inclusiv dimensiunile carotelor.

O parte dintre factorii de influenţă susmenţionaţi trebuie avuţi în vedere atunci când se evaluează rezultatele încercării.

7.1.3.1 Caracteristicile betonului

Grad de umiditate Gradul de umiditate al carotei influenţează rezistenţa măsurată. Rezistenţa unei carote

saturate este cu 10% până la 15% mai scăzută decât aceea a unei carote comparabile uscate în aer care, în mod normal, are un grad de umiditate cuprins între 8% şi 12%.

Porozitate Porozitatea ridicată diminuează rezistenţa. Astfel, o porozitate de aproximativ 1%

diminuează rezistenţa cu 5% până la 8%.

Sensul de turnare a betonului în cofraj Rezistenţa măsurată a unei carote, extrasă vertical în direcţia turnării, poate fi mai mare

decât rezistenţa unei carote extrase orizontal din acelaşi beton, în funcţie de consistenţa betonului proaspăt. În acest caz, diferenţa de valoare poate varia între 0% şi 8%.

Defecte locale După extragerea carotelor, se pot identifica defecte la acestea generate din diverse

cauze, între care: absorbţia de apă în dreptul particulelor plate ale agregatului/în zonele de sub armăturile orizontale; golurile datorate segregării locale. Valabilitatea rezultatelor evaluării rezistenţei pentru aceste carote, precum şi capacitatea lor de a reprezenta rezistenţa in-situ generală, sunt aspecte care trebuie evaluate separat.

7.1.3.2 Variabile de încercare

La metoda carotelor, precizia de încercare depinde de respectarea unor tehnici de extragere privind:

- asigurarea direcţiei de extragere a carotelor riguros perpendiculare pe “faţa de atac” a carotierei, astfel încât carotele să nu sufere nici o degradare; în vederea asigurării

15

perpendicularităţii direcţiei de tăiere pe faţa de atac, se recomandă testarea adecvată a carotierei şi încastrarea ei corespunzătoare în element;

- evitarea, pe cât posibil, a extragerii carotelor pe suprafaţa de turnare sau în vecinătatea ei; se vor prefera extragerile de carote de pe feţele verticale cofrate, cu centrul carotei la cel puţin 15-20 cm de faţa de turnare; în cazul în care nu se dispune de asemenea suprafeţe, se admit încercările pe suprafeţele de turnare;

- asigurarea, pe tot timpul carotării, a răcirii cu apă corespunzătoare a coroanei diamantate şi a betonului pentru a se evita degradarea excesivă, prin încălzire, a acestora;

- interzicerea utilizării coroanelor, din carborundum, indiferent de gradul lor de uzură, la betoanele preparate cu agregat cuarţos;

- asigurarea, în cazul în care grosimea elementului încercat este redusă (sub 30 cm), a extragerii carotei pe toată grosimea elementului şi fracţionarea ei ulterioară prin tăiere (procedura asigură un paralelism mai bun al feţelor de capăt);

- în cazul în care grosimea elementului încercat este mare (peste 30 cm), este necesară desprinderea epruvetei de pe fund prin acţionarea în consolă a carotei cu o pârghie sau pană, în şanţul produs prin carotare. Totodată, se va urmări obţinerea unor suprafeţe de capăt cu denivelări minime (sub 2 cm);

- nu se admit pentru încercare carote ce conţin armături longitudinale sau înclinate la mai puţin de 45o faţă de axa carotei;

- asigurarea efectuării transportului şi manipulării de la locul de extracţie, la locul de păstrare şi încercare, în condiţii care să împiedice degradarea carotei.

7.1.3.3 Variabile ale carotelor

Diametrul carotei Diametrul carotei influenţează rezistenţa măsurată şi variabilitatea rezistenţei.

Rezistenţa unei carote forate orizontal cu diametrul de 100 mm şi o înălţime egală cu diametrul corespunde rezistenţei epruvetelor cubice cu o dimensiune a laturii de 150 mm.

În carotele cu diametre mai mici de 100 mm şi l/d = 1, variabilitatea rezistenţei este, în general, mai mare. Din acest motiv, la carotele de 50 mm este recomandată utilizarea unui număr de trei ori mai mare de carote decât atunci când încercările se efectuează pe carote cu diametrul de 100 mm, cu o interpolare liniară pentru diametrele cuprinse între 100 şi 50 mm.

Variabilitatea rezistenţei măsurate a betonului creşte odată cu descreşterea diametrului. Carotele cu un diametru mai mic de 50 mm (micro-carote) necesită proceduri de

încercare care nu fac obiectul prezentului normativ.

Raportul lungime/diametru Raportul lungime/diametru influenţează rezistenţa măsurată. Rezistenţa descreşte

pentru rapoartele l/d >1 şi creşte pentru rapoartele l/d <1. Acest fapt se datorează, în principal, presiunii exercitate de platanele maşinii de încercare.

Planeitatea extremităţilor carotei Abaterea de la planeitate diminuează rezistenţa măsurată. Toleranţa pentru planeitate

trebuie să fie aceeaşi ca pentru epruvetele standard, în conformitate cu SR EN 12390-1.

Pregătirea extremităţilor carotei Stratul de rezistenţă mică generează o diminuare a rezistenţei. Straturile subţiri din

mortar de rezistenţă mare sau din sulf de rezistenţă mare nu influenţează semnificativ rezistenţa. Se recomandă rectificarea acestor extremităţi.

16

Efectul carotării Operaţiile de carotare pot produce deteriorări la betonul tânăr sau la betonul slab

calitativ care, în mod normal, nu pot fi observate pe suprafaţa decupată. O carotă poate fi calitativ mai slabă decât un cilindru din acelaşi beton turnat, deoarece

suprafaţa acesteia include fragmente tăiate ale granulelor de agregat, care pot fi reţinute pe suprafaţă numai prin aderenţa matricei de legătură (prezenţa acestor particule contribuie în mică măsură la rezistenţa carotei).

Arm ătura Carotele folosite la măsurarea rezistenţei betonului nu trebuie să conţină bare de

armătură. Atunci când acest lucru nu poate fi evitat, este de aşteptat să se constate o diminuare a rezistenţei măsurate la carota care conţine armătură (altfel decât de-a lungul axei sale). Orice carotă care conţine bare de armare în sau aproape de axa longitudinală nu este adecvată pentru încercarea de rezistenţă.

7.1.3.4 Numărul de carote

Alegerea numărului de carote extrase se face în funcţie de următoarele criterii: - scopul examinării (evaluarea structurilor existente din beton, determinarea calităţii

betonului din construcţii noi, în cazul în care există dubii privind calitatea, neconformitatea betonului la staţii, etc.). În cazul construcţiilor existente numărul de probe va fi stabilit de expert iar în cazul construcţiilor noi de către proiectant/expert; se recomandă ca numărul de probe să fie cel puţin egal cu cel recomandat în cazul prelevării probelor la locul de turnare*;

- numărul elementelor structurale investigate; - variaţiile locale ale calităţii betonului de la un element la altul, precum şi în

interiorul aceluiaşi element; - gradul şi modul de solicitare a elementului; - amploarea avariilor produse; - diametrul carotelor; - modalitatea de evaluare a rezistenţei betonului utilizând încercarea carotelor

(metoda independentă, corelarea cu metode indirecte).

* NOTĂ – La selectarea numărului de carote extrase dintr-o structură se va ţine seama de necesitatea de a calcula o rezistenţă a betonului care să caracterizeze o zonă specifică (populaţie) distinctă a structurii (de ex. mulţimea carotelor care caracterizează, după caz, fie aceeaşi clasă de beton, fie acelaşi tip de element, fie un nivel dat al construcţiei).

Aspecte suplimentare cu privire la alegerea numărului de carote sunt prezentate la pct.8.1.2. 7.1.4. Mărimea carotelor

7.1.4.1. Diametrul d al carotei ce se extrage depinde de următoarele elemente: - dimensiunea maximă a agregatului; - distanţa minimă între armături în zona de extracţie; - diametrul interior al cuţitelor de tăiere; - rezervele de rezistenţă sau nivelul de solicitare, în zona de extracţie.

Se recomandă ca diametrul carotei să fie d=100 mm. Când nu se pot extrage carote având acest diametru (de exemplu din cauza aglomerărilor de armatură sau când este imposibil

17

să se obţină rapoarte între înalţimea carotei şi diametrul mai mari de 1) se acceptă şi carote având diametre mai reduse (a se vedea 7.1.3.3).

Diametrul carotei se recomandă să fie cel puţin de 3 ori mai mare decât dimensiunea maximă a agregatului Φmax.agr , dar în orice caz nu mai mic de 2 Φmax.agr.

d ≥ 3 Φmax.agr (7.1)

În raport cu distanţa între armături a (în cm), în zona de extracţie, se recomandă

respectarea relaţiei:

d ≤ a-Φarm - 2 tcut.- 3 (7.2)

unde,

Φarm diametrul armăturii în zona de extragere, în cm; tcut grosimea coroanei diamentate a cuţitului cu care se taie carota, în cm.

În aprecierea slăbirii maxime admise a secţiunii elementului încercat se va ţine seama că, de regulă, carotele nu sunt extrase pe toată adâncimea elementului iar prin completarea ulterioară a golului produs prin forare este posibil ca să se realizeze numai refacerea parţială a secţiunii slăbite.

7.1.4.2 Lungimea carotei încercate distructiv l (în cm) este recomandabil să fie cel puţin egală cu diametrul şi, în orice caz, cu valori cuprinse între:

d ≤ l ≤ 2d (7.3) 7.1.5. Pregătirea carotelor înainte de încercare

După ce carotele au fost extrase cu ajutorul carotierei, acestea se şterg de apă iar suprafaţa umedă datorită răcirii cu apă a betonului din timpul extragerii trebuie lăsată să se usuce nu mai mult de o oră de la extragere. După extragere, carotele se introduc în saci de plastic sau în containere neabsorbante astfel încât să nu se reducă umiditatea betonului şi se menţin la temperatura mediului, ferite de contactul direct cu soarele. Carotele se vor transporta la laborator în cel mai scurt timp posibil. În cazul în care umiditatea betonului carotelor trebuie să fie similară cu cea a betonului din lucrare, carotele se menţin în sacii de plastic până în momentul în care se realizează prelucrarea acestora la capete, astfel încât perioada de scoatere din sacii de plastic până la încercare să nu depăşească 2 ore.

Dacă se utilizează apă în timpul prelucrării capetelor, aceste operaţiuni trebuie efectuate cât de repede posibil şi nu mai târziu de 2 zile de la extragerea carotelor.

După prelucrarea capetelor, respectând cerinţele din SR EN 12504-1*) se şterg probele, se lasă să se usuce şi se introduc în saci de plastic. Se va minimiza durata expunerii cu apă în timpul prelucrării capetelor. Carotele vor rămâne în sacii de plastic pentru cel puţin 5 zile după ultimul contact cu apă, dacă nu există alte specificaţii privind efecturea încercărilor. Dacă probele nu sunt menţinute în saci, ci în condiţii de laborator timp de minimum 3 zile se consideră că acestea sunt uscate în aer.

În cazul în care se cere ca încercarea carotelor să se facă în condiţii de saturare a probelor acestea vor fi menţinute cel puţin 48 de ore în apă la temperatura de 20 ± 20C înainte de încercare.

18

* ) NOTĂ - Obţinerea de feţe de capăt plane, paralele între ele şi perpendiculare pe generatoare în conformitate cu SR EN 12390-3 şi incadrarea în toleranţele indicate în SR EN 12390-1 sunt condiţii principale pentru corectitudinea încercării. Când feţele de capăt rezultă plane şi paralele direct după operaţia de tăiere (sunt feţele cofrate ale betonului), rezistenţele obţinute la încercarea carotelor sunt maxime, întrucât nu se produce nici o degradare a suprafeţei betonului prin prelucrarea mecanică a suprafeţelor de capăt. Dacă acestea nu rezultă plane şi perpendiculare pe generatoare după tăiere, există posibilităţi de prelucrare a suprafeţelor prin:

- polizarea suprafeţelor de capăt; - tăierea suprafeţei/suprafeţelor de capăt; - completarea zonelor de capăt cu material liant de adaos până la obţinerea unei suprafeţe plane,

perpendiculare pe generatoare i. Polizarea suprafeţelor de capăt se face cu ajutorul unor materiale abrazive acţionate electro-mecanic. Se

recomandă ca pe parcursul operaţiei de polizare să se practice răcirea cu apă a betonului şi a discului. Se admit pentru polizare, carote cu denivelări maxime de 2..3 mm. Tăierea carotelor se face cu fierăstrău electric, prevăzut cu cuţite diamantate, sub jet de apă de răcire.

ii. Stratul de completare utilizat pentru nivelarea suprafeţelor de capăt trebuie să aibă următoarele caracteristici: - aderenţă bună la beton, astfel încât ruperea la tracţiune a unei epruvete să se facă în afara lipiturii; - modulul de elasticitate apropiat de cel al betonului; - rezistenţă la compresiune apropiată de a betonului încercat; - viteză ridicată de întărire; - grosime maximă de 1 cm.

iii. Se recomandă utilizarea următoarelor straturi de nivelare: - Mortar epoxidic; - Mortar de ciment; - Pastă de sulf.

În cazul utilizării mortarului de ciment, ca strat de nivelare, se recomandă menţinerea în apă timp de minimum 24 de ore a carotei înainte de aplicarea nivelării, şi alte 48 de ore înainte de încercare, începând de la o zi după aplicare stratului de nivelare. Trebuie avută în vedere, şi în acest caz, influenţa umidităţii asupra rezistenţei obţinute.

7.1.6. Aparatura şi tehnica de încercare. Determinarea rezistenţei la compresiune

7.1.6.1. Încercarea la compresiune se efectuează în conformitate cu SR EN 12390-3 utilizând o maşină de încercat la compresiune în conformitate cu SR EN 12390-4.

Pentru fiecare probă (carotă) rezistenţa la compresiune se determină prin împărţirea forţei maxime F la aria secţiunii carotei Acar calculată pe baza diametrului mediu fcar = Fcar/Acar, exprimând rezultatele la cea mai apropiată valoare de 0,5 MPa (N/mm2).

Rezistenţa obţinută prin încercarea directă a unei carote, la presă, la compresiune, nu reprezintă rezistenţa betonului la compresiune în structură, definită ca rezistenţa unui cub cu latura de 150 mm, confecţionat din acelaşi beton cu betonul din lucrare şi păstrat în condiţii standardizate sau în condiţii similare cu cele ale structurii.

În cazul în care raportul între înălţimea şi diametrul carotei este 2 rezultatele pot fi comparate cu rezistenţa cilindrică, iar în cazul în care raportul este 1, rezultatele pot fi comparate cu rezistenţa cubică.

Determinarea rezistenţei in-situ dintr-un element fis, respectiv echivalenţa cu rezistenţa obţinută pe epruvete de forma cubică cu latura de 150 mm, se face cu relaţia:

fis=a x b x c x e x g x fcar (7.4)

în care: a coeficient de corecţie care ţine seama de influenţa diametrului carotei (Tabelul

7.1); b coeficient de corecţie ce ţine seama de raportul h/d între înălţimea şi diametrul carotei (Tabelul 7.2);

19

c coeficient de corecţie ce ţine seama de influenţa stratului degradat (Tabelul 7.3); e coeficient de corecţie care ţine seama de influenţa naturii stratului de adăugat pentru prelucrarea suprafeţei (Tabelul 7.4); g coeficient ce ţine seama de umiditate (Tabelul 7.5);

fcar. = Fcar./Acar

unde: fcar. este rezistenţa carotelor la compresiune, în megapascali sau newtoni pe milimetri

pătraţi; Fcar forţa maximă la cedare, în newtoni; Acar secţiunea transversală a epruvetei în milimetri pătraţi.

Tabelul 7.1 Valorile coeficientului a d (cm) 5 10 15

a 1,06 1,00 0,98

Tabelul 7.2 Valorile coeficientului b h/d 1,00 1,25 1,50 1,75 2,00 b 1,00 1,09 1,19 1,22 1,25

Tabelul 7.3 Valorile coeficientului c

Modul de obţinere a suprafeţei de capăt c Direct, din turnarea betonului fără prelucrări 1,00 Tăietura transversală pe o faţă 1,05 Rupere de pe fund pe o faţă 1,05 Tăieturi transversale pe ambele feţe 1,06

Tabelul 7.4 Valorile coeficientului e

Natura stratului de nivelare e Suprafeţe de beton cofrate rezultate din turnare 1,00 Mortar epoxidic 1,00 Mortar de ciment 1,07 Pasta de sulf 1,08

Tabelul 7.5 Valorile coeficientului g

Umiditatea carotei (a se vedea pct 7.1.5) g carotă uscată în aer 0,96 carotă cu umiditate egală cu cea a betonului din element

1,0

carotă menţinută în apă 48 ore 1,09 NOTĂ - În cazul în care carotele sunt încercate la o vârstă a betonului diferită faţă de cea de la 28 de zile şi este necesară deducerea rezistenţei corespunzătoare la 28 de zile, trebuie aplicaţi coeficienţi de corecţie care depind de tipul de ciment şi de viteza de întărire a acestuia. Coeficienţii de corecţie h, sunt subunitari la vârste ale betonului mai mari de 28 de zile, iar valorile lor trebuie să ţină seama de capacitatea mai mare de creştere în timp a rezistenţelor cimenturilor cu adaosuri în special de zgură. Orientativ, la o vârstă a betonului de peste 1 an se pot considera următoarele valori ale coeficienţilor h: 0,9 pentru cimenturi fără adaosuri, 0,85 pentru cimenturi având sub 20% adaosuri, şi 0,80 pentru cimenturi cu peste 21% adaosuri. În cazul unei vârste mai mici a betonului, coeficienţii de corecţie se determină pe baza datelor de la producătorul de beton care, în conformitate cu

20

reglementările tehnice specifice în vigoare trebuie să determine viteza de întărire a betonului (raportul între rezistenţa la compresiune la 2 zile şi respectiv la 28 de zile).

În cazul în care carotele conţin una sau mai multe armături perpendiculare pe axa acestora, la valoarea lui fis

calculată în conformitatea cu relaţia (7.4) trebuie aplicat un coeficient supraunitar care se poate calcula, astfel:

h=1.0 + (1.5 ΣΦarm dr / d x l) (7.5)

în care: Φarm diametrul armăturii dr distanţa de la axul barei pană la cel mai apropiat capăt al carotei d diametrul carotei l înălţimea carotei.

7.1.6.2. Modalitatea de prelucrare a rezultatelor obţinute utilizând această metodă de încercare pentru evaluarea rezistenţei betonului este prezentată la cap.8. 7.2. Metoda ultrasunetelor 7.2.1. Consideraţii generale

7.2.1.1. Încercările realizate utilizând metoda ultrasunetelor sunt încercări nedistructive şi se efectuează în conformitate cu SR EN 12504-4.

7.2.1.2. Metoda se bazează pe măsurarea timpului de propagare a impulsurilor ultrasonice în beton, între 2 transductori (emiţător şi receptor) - palpatori.

Din această măsurătoare se deduce, de regulă în prima etapă, viteza de propagare longitudinală a ultrasunetelor în beton şi ulterior, rezistenţa betonului ţinând seama de compoziţia sa. Corelarea între viteza ultrasunetelor şi rezistenţa betonului trebuie făcută numai pentru un anumit amestec de beton. În cazul unui beton de compoziţie necunoscută estimarea rezistenţei numai pe baza vitezei ultrasunetelor nu este recomandată.

7.2.1.3. În metoda ultrasunetelor, un emiţător alimentat corespunzător produce impulsuri ultrasonice care se propagă prin beton. Un receptor de ultrasunete captează aceste impulsuri şi le transformă într-un semnal electric.

Un bloc electronic permite măsurarea timpului de propagare scurs între momentul emisiei şi momentul recepţiei impulsului.

7.2.1.4. În funcţie de modul de amplasare a transductorilor (palpatorilor) pe suprafaţa betonului, se disting următoarele tehnici de încercare:

a) Prin transmisie directă, când emiţătorul şi receptorul sunt situaţi coaxial pe două feţe opuse ale elementului (fig. 7.1);

b) Prin transmisie diagonală, când emiţătorul şi receptorul sunt situaţi pe feţe diferite ale betonului dar necoaxial (fig 7.2);

c) Prin transmitere indirectă (tehnica de suprafaţă) când emiţătorul şi receptorul sunt situaţi pe aceeaşi faţă a elementului (fig.7.3).

Pentru determinarea rezistenţei betonului prin metodele indicate la cap. 8 se recomandă să se aplice tehnica de încercare prin transmitere directă (a).

21

Figura 7.1 - Tehnica transmisiei directe

Figura 7.2 - Tehnica transmisiei diagonale

Figura 7.3 - Tehnica transmisiei de suprafaţă

7.2.2. Domeniu de aplicare

7.2.2.1. Prezentul normativ stabileşte regulile de efectuare a măsurătorilor cu aparatură specifică (betonoscop) şi de interpretare a rezultatelor încercărilor efectuate prin metoda ultrasonică pentru determinarea rezistenţei betonului numai în combinaţii cu alte metode nedistructive sau distructive.

7.2.2.2. Folosirea metodei ultrasonice de impuls este indicată la: a) controlul calităţii betonului, îndeosebi când acesta este turnat în elemente masive sau

prezintă defecte aparente sau ascunse; b) urmărirea întăririi betonului, îndeosebi în fazele iniţiale ale acestui proces, când au loc

modificări importante ale vitezei de propagare; c) determinarea degradărilor structurale ale betonului în timpul solicitărilor sau acţiunilor

fizice sau chimice agresive; d) determinarea gradului de compactare al betonului în lucrare;

22

e) încercarea elementelor la care există posibilitatea existenţei unei diferenţe sistematice între calitatea betonului în stratul de suprafaţă şi în profunzime.

7.2.2.3. Folosirea metodei ultrasonice de impuls este contraindicată în următoarele cazuri: a) în zonele cu mari aglomerări de armătură mai ales când aceasta este orientată paralel

cu direcţia de propagare emiţător-receptor; b) la determinarea rezistenţei betonului în zone care acesta prezintă degradări structurale; c) la betoane de compoziţie complet necunoscută; d) la betoane executate cu dozaje ridicate ( > 400 kg/m3).

7.2.2.4. Viteza de propagare longitudinală VL se calculează cu relatia:

VL = L/T (Km/s) (7.6) în care:

L este distanţa emiţător-receptor în linie dreaptă, în mm T- timpul de propagare al impulsurilor în beton, în µs.

Pentru ca viteza măsurată să fie riguros o viteză de propagare longitudinală în mediu infinit, trebuie ca toate dimensiunile epruvetei (a, b, c) să satisfacă relaţia:

a, b, c ≥ 2λ (7.7)

în care: λ - este lungimea de undă a ultrasunetului: λ = VL/ n (7.8)

în care: n - este frecvenţa oscilaţiilor utilizate.

Eroarea care se face în definirea vitezei longitudinale în cazul nerespectării riguroase a condiţiei poate fi neglijată până la limita: a,b,c ≥ 1,2 λ (7.9) după care corecţiile ce se aplică devin prea importante pentru a fi neglijate.

În cazul în care una din dimensiunile elementului, transversală pe direcţia de propagare, verifică relaţia:

b sau c ≤ λ (7.10) viteza care se măsoară este o viteză longitudinală în plăci Vp corelată, pentru beton, cu viteza longitudinală în medii infinite VL prin relaţia:

Vp ≅ 0,96 VL (7.11) în cazul în care ambele dimensiuni transversale ale elementului verifică relaţia:

b şi c≥ 0,2 λ (7.12)

23

Viteza care se măsoară este o viteză a undelor de dilatare VD, corelată, pentru beton, cu viteza longitudinală în medii infinite prin relaţia:

VD ≅ 0,9 VL (7.13)

În domeniul situat între cel definit de relaţiile (7.9) şi (7.12) există un regim tranzitoriu în care viteza de propagare măsurată depinde de raportul dintre dimensiunile transversale ale epruvetei şi lungimea de undă a ultrasunetului.

Viteza de propagare măsurată în tehnica de suprafaţă pe faţa de turnare a betonului este mai mică de regulă cu 4 - 6% decât viteza de propagare măsurată prin transmisie directă, pe feţele cofrate, datorită proprietăţilor particulare ale stratului din vecinătatea suprafeţei de turnare. 7.2.3. Selectarea zonelor de încercare şi numărul de încercări

7.2.3.1. Alegerea elementelor de încercat se face de către proiectant sau de expert în funcţie de tipul de structură din beton armat.

7.2.3.2. Numărul secţiunilor examinate pe fiecare element depinde de obiectivul examenului nedistructiv. Astfel, pentru controlul prin sondaj al rezistenţei betonului în elemente sunt necesare minimum 3 secţiuni, situate în zonele de solicitare maxime ale elementului şi, pe cît posibil, distribuite în lungul acestuia.

7.2.3.3. Numărul punctelor de încercare într-o secţiune depinde de latura secţiunii şi de numărul de feţe accesibile pentru încercare.

În general, pentru controlul prin sondaj a rezistenţei betonului numărul variază, între 3 şi 6. În cazul aplicării metodei nedistructive combinate pentru evaluarea rezistenţei caracteristice a betonului din elemente este necesar un număr de minimum 15 puncte de măsurare.

În cazul investigării epruvetelor, numărul punctelor de încercare este de minimum 3, pentru cuburile cu latura de 150 mm şi pentru cilindrii de 150 x 300 mm.

Se va evita alegerea punctelor de încercare pe faţa de turnare şi chiar pe cea opusă acesteia. Se vor prefera încercările pe feţele laterale, cofrate ale elementului.

Se va evita alegerea direcţiei de încercare paralelă cu direcţia armăturilor principale de rezistenţă, ca şi amplasarea punctelor de încercare în zone cu mari concentrări, indiferent de orientarea acestora.

Distanţa minimă a punctelor de încercare faţă de muchiile elementului trebuie să fie de 10 - 12 cm. În cazul investigării epruvetelor, punctele de încercare vor fi prevăzute în axul acestora (egal depărtate faţă de muchii).

Suprafaţa de beton pe care urmează a fi aplicat transductorul trebuie să fie perfect plană, lipsită de rugozităţi şi de incluziuni de corpuri străine, inclusiv de praf. În acest scop se recomandă prelucrarea suprafeţelor de beton prin frecare cu o piatră de carborund şi suflarea suprafeţei, după încheierea prelucrării, pentru înlăturarea prafului.

Suprafaţa de beton prelucrată trebuie să depăşească suprafaţa transductorului.

7.2.3.4. Distanţa minimă între punctele de emisie şi recepţie ale unei măsurători, utilizate la determinarea rezistenţei betonului, trebuie să îndeplinească următoarele condiţii:

a) L ≥ 2λ (7.14)

24

în care: λ - este lungimea de undă a ultrasunetelor utilizate. Pentru betonoscoape cu palpatori de 50 kHz la betoanele obişnuite, relaţia (7.14)

presupune un spaţiu de cca. 16 cm între aceştia. b) L ≥6Φmax agr (7.15)

în care:

Φmax este dimensiunea maximă a agregatului utilizat la prepararea betonului. Dimensiunea minimă a elementului normal pe direcţia de încercare trebuie să

îndeplinească condiţia:

a≥ 2λ (7.16) pentru ca viteza de propagare măsurată să corespundă vitezei longitudinale. Pentru betonoscoape cu palpatori de 50 kHz, la betoanele obişnuite, relaţia (7.16) presupune o dimensiune de cca. 16 cm.

Dacă una din dimensiunile transversale ale elementului îndeplineşte condiţia (7.16), iar cealaltă dimensiune condiţia:

b≥ λ (pentru 50 kHz, cca. 8 cm) (7.17)

se poate admite, cu o marjă de eroare de 1,5 - 2%, că viteza măsurată este cea corespunzătoare undelor longitudinale.

Dacă ambele dimensiuni transversale îndeplinesc condiţia (7.17) dar nu îndeplinesc condiţa (7.16) se poate admite cu o marjă de eroare de 3%, că viteza măsurată este cea corespunzătoare undelor longitudinale.

7.2.3.5. La examinarea stâlpilor monoliţi este util ca încercările să se facă pe ambele direcţii ale stâlpului din secţiunea transversală.

Este necesară evitarea încercărilor în dreptul etrierilor. În acest scop se poate folosi fie metoda pachometrului pentru localizarea etrierilor, fie o identificare vizuală, combinată cu date de proiect (distanţa dintre etrieri), fie exclusiv datele de proiect, din examinarea cărora se poate alege o distanţă între secţiuni hs definită ca multiplu fracţionar al distanţei din proiect între etrieri, astfel:

hs= (5/4)he (7.18) care asigură ca cel puţin 3 din 4 secţiuni să fie situate în afara etrierilor.

Rezultatele încercărilor efectuate în dreptul etrierilor nu sunt considerate a fi cele reale, îndeosebi la punctele marginale ale secţiunii.

7.2.3.6. Trasarea şi marcarea locurilor de încercare se face cu instrumente adecvate pentru a se obţine o precizie a trasării de ± 1 cm.

În acest scop, sunt suficiente, de regulă, următoarele instrumente uzuale: nivelă, fir cu plumb, echer şi metru şi instrumente pentru marcaj.

25

La trasarea elementelor de mare serie, cum sunt cele realizate industrializat în fabricile de prefabricate, se pot folosi şabloane. 7.2.4. Aparatura şi tehnica de încercare. Determinarea rezistenţei la compresiune

7.2.4.1. Aparatele cu ultrasunete folosite la determinarea nedistructivă a rezistenţei la compresiune a betoanelor se recomandă să aibă palpatori de frecvenţă proprie cuprinsă între 20 şi 100 kHz. Frecvenţele joase de 10 kHz, ca şi cele înalte de 200 kHz, pot fi folosite numai în anumite cazuri. Palpatorii de înaltă frecvenţă (60 - 200) kHz se utilizează pentru elemente de grosimi mici (mai reduse de 50mm) iar palpatorii de joasă frecvenţă (10 - 40) kHz pentru elemente de grosimi mari. Palpatorii cu frecvenţa între 40 si 60 KHz sunt utilizaţi pentru majoritatea aplicaţiilor. În afara acestor limite, contribuţia dispersiei fizice şi geometrice, la rezultatul măsurătorii, poate ajunge importantă.

În cazul alimentării la reţeaua electrică, aparatele trebuie să fie capabile să suporte variaţii de tensiune de cel puţin + 10% şi -15%. În cazul alimentării la baterie, aceasta trebuie să asigure o autonomie de funcţionare de cel puţin 4 ore.

Aparatul trebuie să fie capabil să asigure o măsurare a timpului de propagare a impulsurilor ultrasonice prin bara etalon ± 0,1µs şi o precizie de măsurare a timpului de cel puţin 2%.

Instrumentele de măsurare a spaţiului trebuie să asigure o precizie de măsurare a acestuia după cum urmează:

a) ±0,5% în condiţii de laborator, pe epruvete; b) ±1% în condiţii de şantier, pe elemente.

Aparatul trebuie să dispună de un mijloc de verificare a măsurătorii de timp de propagare efectuate. Sistemul cel mai uzitat în acest scop este cel în care se foloseşte o bară de calibrare sau de etalonare.

Eliminarea timpului de propagare corespunzător propagării între transductori se face printr-o măsurătoare cap la cap (în contact direct emiţător-receptor). Unele aparate au posibilitatea eliminării acestui timp de la început, în timp ce altele presupun extragerea lui din fiecare măsurătoare.

Întreaga aparatură de încercare trebuie să-şi menţină performanţele de funcţionare în următoarele condiţii:

- temperatură între -10°C şi +45°C; - umiditate până la 90%.

7.2.4.2. Tehnica de încercare presupune aplicarea unui strat de mediu cuplant pe suprafaţa transductorilor. Acesta trebuie aplicat în grosimea minimă necesară expulzării complete a aerului dintre palpator şi beton, sau poate fi aplicat în exces dar, în acest caz, trebuie să fie suficient de fluid pentru a putea expulza excesul, prin presarea palpatorului pe beton.

Mediile cuplante recomandate pentru beton în funcţie de rugozitatea suprafeţei sunt: vaselina tehnică, vaselina siliconică şi plastilina.

Înaintea începerii măsurătorilor, inclusiv a reglajului de zero, aparatul trebuie lăsat în funcţie un timp pentru a intra în regim termic de echilibru. Reglajul de zero trebuie făcut la o amplitudine a semnalului comparabilă cu cea care va fi utilizată ulterior la încercările pe beton. Reglajul se face prin menţinerea în contact direct a celor doi transductori (emiţător şi receptor). Măsurarea timpului de propagare a impulsului în beton presupune următoarele etape:

26

- aplicarea transductorilor, prevăzuţi cu mediu cuplant, pe suprafaţa betonului în zonele marcate, nivelate şi curăţate, şi menţinerea lor în contract ferm cu betonul, sub o forţă minimă obţinută prin aplicare manuală de ordinul a 10 Kgf;

- amplificarea semnalului recepţionat până la o amplitudine care permite identificarea clară a momentului sosirii semnalului, de ordinul 2,5 - 3 cm ;

- măsurarea timpului de propagare scurs între momentul emisiei şi momentul recepţiei semnalului acustic prin aducerea în coincidenţă a unui semnal de referinţă, cu momentul sosirii semnalului acustic (fig. 7.4).

Unele măsurători, ca cele referitoare la determinarea constantelor elasto-dinamice ale materialului, necesită o amplificare suplimentară a semnalului recepţionat, până la amplitudinea maximă permisă de aparat, fără apariţia zgomotului de fond, care să perturbe măsurătoarea (fig. 7.5).

Asemenea măsurători conduc la valori în medie cu 1 - 3% mai mici ale timpului de propagare măsurat. Acestea nu sunt recomandate în măsurătorile legate de determinarea rezistenţei betonului, întrucît rezultatul unei astfel de măsurători depinde de lungimea traiectoriei impulsului în beton.

Figura 7.4 - Măsurătoarea de timp la amplitudine standard

Figura 7.5 - Măsurătoarea de timp la amplitudine maximă

7.2.4.3. Influenţe ale condiţiilor de încercare

Rezultatele măsurătorii timpului de propagare a impulsurilor ultrasonice în beton pot fi influenţate de unele condiţii de încercare ca: starea suprafeţei betonului, umiditatea, temperatura betonului în timpul încercării, frecvenţa undelor longitudinale transmise, dimensiunile probelor şi armătura existentă în elemente. 7.2.4.3.1. Încercarile pentru evaluarea rezistenţei betonului nu se efectuează în zone cu defecte sau degradări ale betonului (goluri, segregari, fisuri, etc.).

Pentru a reduce influenţa rugozităţii suprafeţei betonului se introduce un strat cuplant de grosime variabilă între transductor şi beton. Influenţa sa asupra rezultatului măsurătorii este

27

cu atât mai mare cu cât rugozitatea suprafeţei este mai mare, viteza în stratul cuplant mai mică, viteza în beton mai mare şi distanţa emiţător-receptor mai mică.

Pentru a reduce influenţa stratului cuplant se recomandă realizarea următoarelor: prelucrare bună a suprafeţei; distanţe relativ mari (peste 30 cm) între transductori (emiţător-receptor); presiune semnificativă şi uniform distribuită pe palpator în timpul măsurătorii; medii cuplante caracterizate prin viteze de propagare/impedanţe acustice mari.

Modul de alegere a suprafeţelor de încercare (suprafeţe laterale cofrate, suprafeţe de fund cofrate sau suprafeţe de turnare ale elementului) conduce la obţinerea de viteze de propagare diferite la măsurători.

Feţele laterale ale elementelor de construcţii constituie suprafeţele cele mai omogene şi mai reprezentative pentru calitatea betonului. Spre deosebire de acestea, suprafaţa de turnare este caracterizată printr-o viteză de propagare mai scăzută, ca urmare a efectului separării la suprafaţă a unui strat bogat în fracţiuni fine de agregat şi lapte de ciment, sub acţiunea fenomenului de segregare. Investigarea acestei suprafaţe trebuie evitată, pe cât posibil, în încercările cu ultrasunete. În cazul în care acest lucru nu este posibil se va asigura, în tehnica prin transmisie directă sau diagonală o grosime de beton de minimum 15 cm, iar în tehnica de suprafaţă o lungime de încercare de minimum 40 cm.

Suprafeţele de fund ocupă o poziţie intermediară între suprafeţele laterale şi cele de turnare. Încercările pentru evaluarea rezistenţei betonului nu se efectuează în zone cu defecte sau degradări ale betonului (goluri, segregări, fisuri, etc.)

7.2.4.3.2. Viteza ultrasunetelor este influenţată din punct de vedere chimic şi fizic de umiditatea betonului. Aceste efecte sunt importante pentru estimarea rezistenţei betonului. Între un specimen sub formă de cub sau cilindru tratat corespunzător şi aceeaşi compoziţie de beton dintr-un element structural pot fi diferenţe importante ale vitezei ultrasunetelor. Aceste diferenţe se datorează efectului condiţiilor diferite de tratare a betonului care produc niveluri diferite de hidratare a cimentului şi apariţiei apei libere în pori.

7.2.4.3.3. Măsurătorile de viteză de propagare efectuate între + 100 C şi +30°C pot fi considerate independente de temperatură. În afara acestui interval influenţa temperaturii asupra măsurătorii nu mai poate fi neglijată şi, în funcţie de umiditatea betonului, se recomandă aplicarea corecţiilor din tabelul 7.6.

Deoarece pe masură ce temperatura creşte, viteza de propagare scade, iar pe măsură ce temperatura scade, viteza de propagare creşte, corecţiile au ca scop anularea acestei variaţii.

Tabelul 7.6 Corecţii de temperatură ale vitezei de propagare VL

Temperatura 0C Corecţia %

Beton uscat în aer Beton saturat în apă +60 +5 +4 +40 +2 +1,7 +20 0 0 0 -0,5 -1

<-4 -1,5 -7,5 7.2.4.3.4. Lungimea traiectoriei impulsului influenţează rezultatele măsurătorilor pe distanţe mici, când predominantă este propagarea rapidă în lungul agregatelor mari, caracterizate prin viteze de propagare mari.

28

Această influenţă poate fi evitată prin depăşirea considerabilă a limitei prezentate în relaţia (7.15).

De asemenea, pe distanţe mici trebuie evitate măsurătorile în câmp apropiat conform relaţiei (7.14).

O altă influenţă a lungimii traiectoriei se manifestă în domeniul distanţelor mari, atunci când este folosită tehnica de măsurare la amplitudinea maximă. În acest caz pe măsură ce distanţa emiţător receptor creşte, scade amplitudinea semnalului recepţionat şi, deci, sosirea lui este apreciată mai târziu.

În vederea evitării acestui neajuns se recomandă măsurătorile la amplitudinea constantă, standardizată. În acest caz, influenţa dimensiunilor transversale a şi b ale epruvetei rămâne destul de mică încă până la limita

a şi b ≥ λ (pentru 50 kHz de cca. 8 cm) (7.19) astfel încât, dacă se admit erori de viteză până la 3% corecţiile pot fi neglijate. Se atrage atenţia că erori datorate numai acestui factor conduc, totuşi, la erori de estimare a rezistenţei, , de până la 12%.

Dacă se coboară sub limitele relaţiei (7.19) se intră într-un domeniu de tranziţie între condiţiile de propagare în mediu infinit şi cele în plăci sau bare.

Întrucât atingerea condiţiilor ideale de propagare în bare sau plăci presupune:

a sau b ≤0,2 λ (pentru 50 kHz de cca. 8 cm) (7.20) în cazul betonului, aceasta nu se realizează practic niciodată. Singura soluţie ce se impune este evitarea domeniului mărginit superior de relaţia (7.19).

Dacă dimensiunea minimă a probei este mai mică decât lungimea de undă, modul de propagare se schimbă şi viteza măsurată poate fi diferită.

În tabelul 7.7 se prezintă efectul dimensiunilor epruvetelor asupra transmiterii ultrasunetelor.

Tabelul 7.7 Efectul dimensiunilor epruvetelor asupra transmisiei ultrasunetelor

Frecvenţa transductorului

(kHz)

Viteza ultrasunetelor în beton (Km/s)

3,50 4,00 4,50 Dimensiunea minimă recomandată a epruvetei

(mm) 24 146 167 188 54 65 74 83 82 43 49 55 150 23 27 30

7.2.4.3.5. Frecvenţa proprie a transductorilor exercită două tipuri de influenţe: una indirectă prin modificarea limitei rezultate din relaţia (7.19), în cadrul dispersiei geometrice şi a condiţiilor de câmp îndepărtat; alta directă, datorită dispersiei fizice.

În scopul limitării influenţei dispersiei fizice, în cazul betonelor se recomandă utilizarea domeniului de frecvenţă al transductoarelor în conformitate cu 7.2.4.1.

29

Distanţa de măsurare trebuie să aibă o dimensiune minimă în funcţie de dimensiunea maximă a agregatelor. Se recomandă ca distanţa minimă să fie 100 mm pentru betonul preparat cu agregate având dimensiunea maximă de până la 20 mm, respectiv 150 mm pentru betonul preparat cu agregate având dimensiunea maximă între 20 şi 40 mm.

7.2.4.3.6. Viteza de propagare măsurată în beton, în vecinătatea barelor de armătură, poate fi influenţată de existenţa acestora, ca urmare a propagării parţiale a impulsului prin armătură. Acestui fapt se datorează obţinerea de viteze de propagare superioare în armătură faţă de cea din beton (în mod obişnuit de 1,2- 1,8 mai mare).

Figura 7.6 - Bare de armătură perpendiculare pe direcţia de încercare

Armăturile transversale pe direcţia de măsurare reprezintă cazurile cele mai frecvente

întâlnite, în cazul încercărilore pe stâlpi şi grinzi. În cazul unei măsurători axate faţă de planul barelor de armătură ca în fig. 7.6, viteza

de propagare reală a ultrasunetelor în beton (VB) rezultă în funcţie de viteza aparent măsurată, fără a se ţine seama de existenţa armăturilor (V), şi se determină cu relaţia:

−

−=

a

a

a

B

LV

VL1

L

L1

VV (7.21)

în care: Va este viteza de propagare a ultrasunetelor în armătură; La=ΣΦi lungimea traseului impulsului parcurs prin armătură; L distanţa emiţător-receptor. Încercările au arătat că formula (7.21), deşi teoretic corectă, nu se verifică integral în

practică. Cauzele acestor neconcordanţe sunt generate de: stratul de beton ce înconjoară armătura înglobată, alinierea barelor, efectul dispersiei fizice, etc. Pe baza încercărilor efectuate, valorile factorilor de corecţie kT care se utilizează pentru determinarea vitezei de propagare în beton cu:

VB= kT V (7.22) în care:

VB este viteza reală de propagare în beton; V viteza de propagare măsurată.

sunt date în tabelele 7.8 - 7.10 pentru betoane caracterizate prin diferite viteze de propagare.

30

Tabelul 7.8 Valori kT (VB = 3500 m/s)

Tabelul 7.9 Valori kT (VB = 4000 m/s)

Tabelul 7.10 Valori kT (VB = 4500 m/s)

La/L Øarm (mm) 6 10 16 20 25 32 0 1 1 1 1 1 1

0,10 1 1 1 1 0,99 0,25 1 1 1 1 0,98 0,50 1 0,99 0,98 0,97 0,96 0,95

Figura 7.7 a- Schema de propagare pentru bară de armătură paralelă cu

direcţia de încercare, în tehnica de suprafaţă

Pentru betoane ce au viteze de propagare intermediare se va interpola liniar. Se remarcă că aceste valori sunt totdeauna mai apropiate de unitate decât cele prevăzute de relaţia teoretică (7.21), iar corecţii semnificative nu apar decât de la bare cu diametrul mai mare de 20 mm şi pentru trasee cumulate în armături mai mari de 1/4 din parcursul total al impulsului.

Armătura paralelă cu direcţia de propagare a impulsului are o influenţă asupra rezultatului măsurătorii numai dacă distanţa a între dreapta emiţător-receptor şi axa armăturii (fig. 7.7 a) îndeplineşte-condiţia:

L

a<

Ba

Ba

VV

VV

+−

2

1 (7.23)

La/L Øarm (mm)

6 10 16 20 25 32 0 1 1 1 1 1 1

0,10 1 1 1 0,99 0,98 0,97 0,25 1 1 1 0,97 0,96 0,95 0,50 0,97 0,96 0,95 0,94 0,93 0,92

La/L Øarm (mm)

6 10 16 20 25 32 0 1 1 1 1 1 1

0,10 1 1 1 1 0,99 0,95 0,25 1 1 1 1 0,98 0,96 0,50 0,99 0,98 0,97 0,96 0,95 0,94

31

L este distanţa emiţător-receptor; Va viteza de propagare în armătură; VB viteza de propagare în beton. În cazul în care armătura are o influenţă asupra rezultatului măsurătorii, viteza reală de

propagare în beton VB se calculează cu relaţia:

VB = kL V (7.24) în care: kL este coeficientul de corecţie datorat influenţei armăturilor longitudinale;

VB viteza de propagare a impulsurilor ultrasonice măsurată.

Figura 7.7 b - Schema de propagare pentru bară de armătură paralelă cu direcţia de încercare, în tehnica transmisiei directe

Valorile coeficientului de corecţie kL pentru betoane caracterizate prin diferite viteze de

propagare sunt date în tabelele 7.11 - 7.13 Pentru betoane caracterizate prin viteze intermediare se va interpola liniar.

Corecţiile sunt neglijabile pentru valori ale distanţei a mai mari, în general, de 0,2L.

Tabelul 7.11 Valori kL (VB = 3500 m/s)

a/L Øarm (mm)

6 10 16 20 25 32 0 0,69 0,68 0,66 0,64 0,63 0,61

0,05 0,76 0,75 0,73 0,72 0,70 0,69 0,10 0,83 0,82 0,80 0,79 0,78 0,77 0,15 0,91 0,90 0,88 0,87 0,86 0,85 0,20 0,98 0,97 0,95 0,94 0,93 0,93 0,25 1 1 1 1 1 1

Tabelul 7.12 Valori kL (VB = 4000 m/s)

a/L Øarm (mm)

6 10 16 20 25 32 0 0,80 0,77 0,75 0,73 0,71 0,69

0,05 0,86 0,84 0,82 0,80 0,78 0,76 0,10 0,92 0,91 0,89 0,87 0,85 0,83 0,15 0,98 0,97 0,96 0,95 0,93 0,91 0,20 1 1 1 1 0,99 0,98

32

Tabelul 7.13 Valori kL (VB = 4500 m/s)

La elemente armate pe două sau trei direcţii, dacă încercările se fac pe una din

direcţiile de armare, influenţa predominantă este de regulă cea a armăturii longitudinale faţă de direcţia de propagare şi aceasta trebuie calculată.

La plăcile armate pe două direcţii, direcţiile de încercare în metoda de suprafaţă se recomandă să fie orientate la 45° faţă de cele două direcţii de armare rectangulare. Distanţa minimă de la punctul de intersecţie al diagonalelor la primul punct de măsurare va fi de minimum 30 cm, iar distanţa între celelalte puncte va fi aleasă de 10 cm. În acest caz, pentru betoane caracterizate prin viteze de propagare longitudinală superioare valorii de 3700 m/s, armătura nu influenţează rezultatul măsurătorii.

7.2.4.4. Modalitatea de prelucrare a rezultatelor obţinute utilizând această metodă simplă de încercare pentru evaluarea rezistenţei betonului este prezentată la cap.8.

Aplicarea metodei ultrasunetelor pentru evaluarea rezistenţei la compresiune a betonului din construcţiile existente se va face numai în combinaţie cu alte metode indirecte nedistructive (metoda nedistructivă combinată) sau corelată cu metoda carotelor. 7.3. Metoda de duritate superficială 7.3.1. Consideraţii generale

7.3.1.1. Încercările realizate utilizând metoda de duritate superficială sunt încercări nedistructive şi se efectuează în conformitate cu SR EN 12504-2.

Metoda se bazează pe măsurarea reculului pe care un corp mobil îl suferă, în urma impactului cu suprafaţa betonului din elementul de încercat. Indicele de recul este un indicator al durităţii superficiale a betonului şi poate fi folosit pentru evaluarea omogenităţii betonului, delimitarea zonelor/suprafeţelor de calitate slabă sau a deteriorărilor. 7.3.2. Domeniu de aplicare

7.3.2.1. Prezentul normativ stabileşte regulile de efectuare a măsurătorilor cu aparatură specifică (sclerometru) şi de interpretare a rezultatelor încercărilor efectuate prin metoda de duritate superficială pentru determinarea rezistenţei betonului numai în combinaţii cu alte metode nedistructive sau distructive.

Informaţiile obţinute se referă, în principal, la calitatea betonului, în primii 2-3 cm de la suprafaţa acestuia.

7.3.2.2. Metoda este contraindicată pentru investigarea de:

a/L Øarm (mm)

6 10 16 20 25 32 0 0,89 0,87 0,84 0,82 0,80 0,78

0,05 0,93 0,92 0,90 0,88 0,86 0,84 0,10 0,98 0,97 0,96 0,94 0,92 0,90 0,15 1 1 1 0,99 0,98 0,97 0,20 1 1 1 1 1 1 0,25 1 1 1 1 1 1

33

- elemente la care calitatea betonului din stratul de suprafaţă este diferită de cea din straturile profunde (elemente supuse acţiunilor agresive chimice/fizice de suprafaţă, elemente multistrat, etc);

- elemente care conţin defecte interne/de suprafaţă în zonele respective; - elemente la care vârsta betonului a depăşit 6 luni, la care există o diferenţă sensibilă

între duritatea stratului de suprafaţă carbonatat şi cea a straturilor profunde; - betoanele confecţionate cu dozaje sub 200 kg/m3; - elemente subţiri, de mare flexibilitate (b<10 cm),la care o parte din energia incidentă

poate fi transferată elementului sub formă de energie de deformare la încovoiere; - elemente masive (b>100 cm) la care estimarea calităţii întregului element nu se poate

face pe baza estimării calităţii unui strat superficial de 2 cm grosime; - elemente la care nu este asigurat accesul decât pe faţa de turnare şi la care nu există

posibilitatea înlăturării unui strat de cel puţin 10 mm pentru obţinerea unei suprafeţe fără rugozităţi pentru încercare;

- elemente care stau într-o atmosferă ce influenţează asupra durităţii lor superficiale (de ex. bogată în CO2);

- elemente realizate cu beton macroporos (cu structură a suprafeţei deschisă).

7.3.2.3. Avantajale utilizării metodei de duritate superficială sunt: simplitatea încercării, costul redus al aparaturii, economia de energie, rapiditatea încercării. 7.3.3. Selectarea zonelor de încercare şi numărul de încercări

7.3.3.1. Elementele şi zonele de încercare ale acestora sunt stabilite de către proiectant/expert în funcţie de situaţie.

7.3.3.2. Alegerea zonelor de încercare pe element se face respectând următoarele recomandări: a) evitarea feţei de turnare şi, dacă este posibil, şi a feţei opuse acesteia; b) evitarea zonelor cu defecte de suprafaţă (zone macroporoase, fisuri, rosturi); c) evitarea zonelor unde sunt poziţionate armături îndeosebi când acestea sunt apropiate

de suprafaţa betonului (d < 3 cm); d) evitarea zonelor adiacente muchiilor; e) evitarea suprafeţelor pe care există incluziuni de corpuri străine (aşchii de cofraj,

pămant, praf, etc).

7.3.3.3. O zonă de încercare are suprafaţă cuprinsă între 200 - 400 cm2 (între 14 x 14 cm şi 20 x 20 cm).

Se utilizează minimum nouă citiri pentru a se obţine o estimare fiabilă a indicelui de recul pentru suprafaţa de încercat. 7.3.4. Aparatura şi tehnica de încercare. Determinarea rezistenţei la compresiune

7.3.4.1. Aparatura de încercare este reprezentată de sclerometre de diferite tipuri şi dimensiuni în funcţie de clasa de rezistenţă a betonului care se încearcă. Fiecare tip şi dimensiune de sclerometru trebuie utilizate numai pentru betonul a cărui clasă de rezistenţă corespund utilizării pentru care a fost destinat acesta.

Modul de funcţionare a aparaturii este, în principiu, următorul: sub acţiunea unui sistem de resorturi, un corp mobil loveşte, prin intermediul unei tije de percuţie, suprafaţa

34

betonului. În urma impactului corpul prezintă un recul antrenând un cursor ce indică mărimea reculului pe o scară gradată.

7.3.4.2. Înainte de se efectua încercări pe suprafaţă betonului, trebuie să se efectueze încercări de control şi să se înregistreze citiri prin utilizarea unei nicovale de calibrare şi să se asigure ca rezultatele obţinute sunt cuprinse în intervalul de valori recomandate de producător. În caz contrar, sclerometru se curaţă şi/sau se ajustează.

Nicovala de oţel pentru calibrarea sclerometrului este caracterizată de următoarele: duritate de minimum 52 HRC; masă de (16±1) kg; diametru de aproximativ 150 mm.

La fiecare minimum 2000 lovituri, sau în conformitate cu indicaţiile producătorului, se recomandă curăţarea şi întreţinerea sclerometrului. O atenţie deosebită trebuie acordată păstrării aceluiaşi coeficient de frecare pe suprafaţa cursor-tijă de glisare a cursorului.

7.3.4.3. Pregătirea unei zone pentru încercare constă din: - îndepărtarea pojghiţei de lapte de ciment separată la compactarea betonului; - îndepărtarea rugozităţilor existente pe suprafaţa betonului în vederea asigurării

gradului de netezire corespunzător; - identificarea porilor aparenţi/existenţi sub pojghiţa de lapte de ciment pentru evitarea

acestora; - identificarea eventualelor agregate mari detectate pe suprafaţă pentru evitarea acestora.

7.3.4.4. Pregătirea suprafeţei de încercat se face prin frecare cu piatră de duritate mare (carborundum). Grosimea stratului îndepărtat bine trebuie să fie de minimum 1 mm. După polizare, suprafaţa se curăţă de praful rezultat prin suflare.

7.3.4.5. Numărul loviturilor aplicate într-o zonă va fi ales, astfel încât, să se obţină minimum 9 rezultate valabile.

7.3.4.6. Distanţa minimă între punctele de încercare ale aceleeaşi zone este de 25 mm. Distanţa minimă între punctele de încercare şi muchia elementului este de 50 mm.

Pentru stabilirea punctelor de încercare se trasează o reţea de linii uniforme de la 25 mm la 50 mm la intersecţiile cărora se poziţionează punctele de încercare. Se examinează fiecare amprentă lasată pe suprafaţa după contact şi, dacă se observă că a spart/perforat suprafaţa aproape de un gol de aer, rezultatul nu se ia în considerare.

7.3.4.7. Elementele la care condiţiile de întărire sunt diferite pe cele două feţe opuse se vor încearcă pe ambele feţe.

7.3.4.8. Se recomandă ca zonele de încercare să fie alese pe suprafeţele cofrate ale elementului.

7.3.4.9. Sclerometrul trebuie să se utilizeze conform instrucţiunilor de utilizare prescrise de producător (poziţionare pe suprafaţa elementului încercat, armarea/declanşarea/citirea aparatului,

7.3.4.10. Sclerometrul trebuie să fie acţionat de cel puţin trei ori înainte de a se proceda la citirea unei serii de rezultate.

7.3.4.11. Sclerometrul trebuie să se utilizeze la o temperatură cuprinsă între 100 C şi 350 .

35

7.3.4.12. Încercările pe alte suprafeţe decât cele verticale au nevoie de corecţii de unghi în conformitate cu specificaţiile producătorului.

Pentru sclerometre de tip N pot fi utilizate datele prezentate în tabelul 7.14 şi fig. 7.8 pentru diferite configuraţii (a...f) ale suprafeţelor elementelor încercate.

Tabelul 7.14 Corecţii de unghi

α/N De jos în sus De sus în jos +90o +45 o -90o -45 o

10 - - 2,7 3,5 20 -5,4 -3,5 2,5 3,4 30 -4,7 -3,1 2,3 3,1 40 -3,9 -2,6 2,0 2,7 56 -3,1 -2,1 1,6 2,2 60 -2,3 -1,6 1,3 1,7

Figura 7.8 - Semnul unghiurilor

7.3.4.13. După realizarea încercărilor, se efectuează citiri cu ajutorul nicovalei de calibrare, se înregistrează şi se compară cu valorile citite înaintea încercării. Dacă rezultatele diferă, se curaţă şi/sau ajustează sclerometrul şi se repetă încercările.

7.3.4.14. Rezultatul încercării trebuie să fie considerat ca medie a tuturor citirilor efectuate, eventual corectate pentru a lua în considerare orientarea sclerometrului conform instrucţiunilor prescrise de producător şi se exprimă sub formă de număr întreg. Dacă mai mult de 20% din totalul citirilor efectuate pe o suprafaţă de încercat diferă de valoarea medie cu mai mult de şase unităţi, întregul set de citiri nu va fi luat în considerare. În cazul în care se utilizează mai multe aparate, se recomandă să se realizeze un număr suficient de încercări pe suprafeţe de beton similare, pentru a se determina variaţia rezultatelor obţinute.

Măsurătorile efectuate într-o zonă constituie o mulţime căreia i se calculează intervalul conform relaţiei:

∆N = Nmax-Nmin (7.25)

36

Dacă acest interval satisface inegalitatea:

∆N ≤ 5 div. (7.26)

atunci toate încercările pot fi considerate valabile şi pot fi introduse în calculul mediei pe zonă. Dacă intervalul: ∆N >5 div. (7.27)

şi mai puţin de 20% din totalul citirilor efectuate pe o suprafaţă de încercat diferă de valoarea medie cu mai mult de şase unităţi este necesară o prelucrare selectivă.

Prima etapă a procesului constă in verificarea faptului că nicio încercare nu a fost efectuată în dreptul unui por. În acest scop, în cadrul unor încercări ordonate după mărimea lor în şirul N1, N2, N3, se calculează intervalul şi se verifică inegalitatea:

N3 – N1 ≤ 2 (7.28)

care, dacă este îndeplinită, este practic sigur că valoarea minimă obţinută reprezintă rezultatul unei încercări în dreptul unui por.

Dacă este satisfăcută inegalitatea: N3 – N1 >3 (7.29)

este aproape cert că valoarea minimă N1 este rezultatul unei încercări în dreptul unui por şi

trebuie eliminată. Dacă condiţia 7.28 este îndeplinită şi ∆N>5 div., este cert că valorile maxime trebuie

eliminate până se ajunge la respectarea condiţiei (7.26). Numărul valorilor valabile rămase în calculul mediei trebuie să fie minimum 9.

Indicele de recul mediu pe zonă se calculează cu relaţia:

N= k

Nk

ii∑

=1 (7.30)

Dacă încercările nu au fost aplicate pe suprafeţe verticale trebuie aplicate corecţiile de

unghi în conformitate cu pct. 7.3.4.12. Valorile se rotunjesc la o diviziune.

7.3.4.15. Modalitatea de prelucrare a rezultatelor obţinute utilizând această metodă de încercare pentru evaluarea rezistenţei betonului este prezentată la cap.8.

Întrucât estimarea rezistenţei utilizând această metoda simplă nu este recomandată, aplicarea metodei de duritate superficială pentru evaluarea rezistenţei la compresiune a betonului din construcţiile existente se va face numai în combinaţie cu alte metode indirecte nedistructive (metoda nedistructivă combinată) sau corelată cu metoda de încercare a carotelor.

37

7.4. Încercarea betonului prin metoda nedistructivă combinată

7.4.1. Consideraţii generale

7.4.1.1.Metoda se bazează pe legătura care există între combinaţia celor două mărimi fizice măsurate: viteza longitudinală a ultrasunetelor şi indicele de recul pe de o parte, şi rezistenţa betonului la compresiune, pe de altă parte. Această corelaţie ţine seama de unele date ale compoziţiei betonului încercat. 7.4.2. Domeniu de aplicare

7.4.2.1. Metoda nedistructivă combinată se recomandă a fi utilizată în următoarele cazuri: - determinarea rezistenţei betonului în structuri şi elemente de construcţii pe şantiere

sau în fabrici de prefabricate; - urmărirea întăririi betonului în condiţii normale, accelerate sau întârziate. Metoda nedistructivă combinată prezintă o egală eficienţă în determinarea rezistenţelor

betonului indiferent de clasa betonului examinat.

7.4.2.2. Metoda nedistructivă combinată nu se recomandă a fi aplicată în următoarele cazuri: - în zonele cu defecte locale de turnare, ascunse sau aparente (segregări, rosturi,

goluri); - în zonele fisurate sau microfisurate; - în zonele în care nu există o concordanţă între calitatea betonului din stratul de

suprafaţă şi cel de adâncime (exemplu: turnări în mai multe straturi de betoane cu calităţi diferite, betoane degradate superficiale, etc);

- în zonele cu aglomerări de armături, îndeosebi când acestea sunt paralele cu direcţia de încercare cu direcţia de încercare cu ultrasunete sau foarte apropiate de aria pe care au loc încercările cu sclerometrul prin metoda de duritate de superficială;

- la mai puţin de 6-8 cm de muchia elementului de construcţie; - la betoane de clasa sub C 2,8/3,5.

7.4.3. Selectarea zonelor de încercare şi numărul de încercări

7.4.3.1. Alegerea elementelor şi zonelor de încercat se face de către proiectant/expert în funcţie de situaţie.

7.4.3.2. Pentru fiecare element încercat se aleg cel puţin 3 secţiuni diferite pentru examinare. În fiecare secţiune trebuie să existe cel puţin 3 perechi de puncte de încercare cu ultrasunete şi o zonă de 20 X 20 cm cu cel puţin 9 puncte de încercare cu sclerometrul. Rezultatele obţinute într-o secţiune sunt reprezentative pentru volumul de beton cuprins între 2 secţiuni paralele cu cea de încercare, situate la ±10 cm de aceasta. Pentru determinarea rezistenţei caracteristice a betonului sunt necesare un număr minim de 15 puncte de măsurare.

Dacă betonul pe lungimea/înălţimea elementului apare ca neomogen, numărul secţiunilor de încercare va fi mărit în mod corespunzător.

7.4.3.3. Alegerea perechilor de puncte în secţiune pentru încercările cu ultrasunete şi prelucrarea suprafeţei betonului în dreptul acestor puncte se vor face conformitate cu prevederile pct. 7.2.3.

38

7.3.3.4. Alegerea zonei şi a punctelor de încercare în secţiune pentru măsurătorile cu sclerometrul, precum şi prelucrarea suprafeţei betonului în aceste zone se vor face în conformitate cu prevederile pct. 7.3.3. 7.4.4. Aparatura şi tehnica de încercare. Determinarea rezistenţei la compresiune

7.4.4.1. Aparatura de încercare pentru metoda nedistructivă combinată este compusă din: - aparatura pentru măsurarea vitezei de propagare a impulsurilor ultrasonice în beton

prezentată la pct.7.2.4; - aparatura pentru măsurarea durităţii superficiale a betonului cu ajutorul indicelui de

recul. Aparatura pentru măsurarea vitezei de propagare a impulsurilor ultrasonice în beton

trebuie să fie în conformitate cu cea prezentată la pct. 7.2.4 Aparatura pentru determinarea durităţii superficiale a betonului este sclerometrul în

conformitate cu prevederile pct. 7.3.4 .

7.4.4.2. Măsurarea timpului de propagare T se va face în conformitate cu prevederile pct. 7.2.4.2.

Determinarea vitezei de propagare longitudinală a impulsului VL se face cu relaţia:

VL=L/T (7.31) în care: L - este distanţa între emiţător şi receptor măsurată cu o precizie de 1%.

Dacă L este introdus în cm, iar T în microsecunde, pentru ca rezultatul să fie exprimat

în m/s, trebuie multiplicat cu 104. Măsurarea indicelui de recul inclusiv aplicarea corecţiilor de unghi se face în

conformitate cu prevederile pct. 7.3.

7.4.4.3. Atât încercările cu ultrasunete, cât şi cele cu sclerometrul vor evita să folosească ca suprafaţă de încercare suprafaţa de turnare a betonului.

7.4.4.4. Rezultatul unei singure măsurători cu sclerometrul sau cu ultrasunete, nu poate constitui un element de calcul direct în metoda combinată.

Pentru măsurătorile cu ultrasunete, valoarea de calcul o constituie de regulă media a cel puţin 3 măsurători apropiate, situate în aceeaşi secţiune, şi o singură măsurătoare din secţiune în cazul evaluării rezistenţei caracteristice a betonului dintr-un singur element, numărul minim de puncte fiind de 15.

Pentru măsurătorile cu sclerometrul, valoarea de calcul o constituie media a cel puţin 9 măsurători reprezentative pentru aceeaşi zonă, care întrunesc criteriile impuse de pct. 7.3.

7.4.4.5. Atât măsurătorile de viteză de propagare în beton, cât şi cele de indice de recul pe beton, se corectează în raport cu rezultatele încercărilor de etalonare pe bare, nicovale sau alte dispozitive etalon.

7.4.4.6. Efectuarea de încercări în afara intervalelor de temperatură indicate în pct. 7.2 şi 7.3, impune corecţii de temperatură pentru măsurătorile nedistructive, în conformitate cu prevederile prezentului normativ.

39

7.4.4.7. La aplicarea metodei medistructive combinate vor fi respectate toate cerinţele referitoare la metodele simple, respectiv cele privind metoda ultrasunetelor şi metoda durităţii superficiale prezentate la pct. 7.2 şi 7.3.

7.4.4.8. Modalitatea de prelucrare a rezultatelor obţinute utilizând metoda de încercare nedistructivă combinată pentru evaluarea rezistenţei betonului este prezentată la cap.8. 7.5. Încercarea betonului prin metoda smulgerii în adâncime 7.5.1. Consideraţii generale

7.5.1.1. Încercările realizate utilizând smulgerii în adâncime sunt încercări semi-distructive şi se efectuează în conformitate cu SR EN 12504-3.

Metoda se bazează pe pe determinarea forţei de smulgere a unui disc metalic centrat pe o tijă, ambele fiind înglobate în beton (prin turnare sau ulterior). 7.5.2. Domeniu de aplicare

Prezentul normativ stabileşte regulile de efectuare a măsurătorilor cu aparatură specifică pentru smulgerea în adâncime şi metodologia de interpretare a rezultatelor pentru estimarea rezistenţei la compresiune a betonului pe baza determinării forţei de smulgere.

7.5.3. Aparatura şi tehnica de încercare. Determinarea rezistenţei la compresiune

7.5.3.1. Aparatura de încercare constă dintr-un disc de diametru d1 = 25±0.1mm fixat pe o tijă având diametrul cel mult 0.6 din diametrul discului şi lungimea măsurată de la suprafaţa betonului până la cea mai apropiată suprafaţă a discului egală cu diametrul discului. Smulgerea se realizează prin intermediul unui inel de smulgere fixat la suprafaţa betonului, centrat cu discul, având diametrul d2 = 55±0.1mm. Rezistenţa la compresiune a betonului se determină pe baza forţei de smulgere calculate cu relaţia:

A

FfP = (7.32)

unde: fp este efortul unitar de smulgere în MPa; F forţa de smulgere în N; A este suprafaţa de rupere, în mm2 care se calculează cu relaţia:

A=1/4π(d2+d1) [4h2+(d2-d1)2] 1/2 (7.33)

în care: d1 este diametrul discului în mm; d2 diametrul inelului în mm; h lungimea masurată de la suprafaţa betonului până la cea mai apropiată suprafaţă a discului egală cu diametrul discului în mm. 7.5.3.2. Metoda smulgerii în adâncime nu poate fi utilizată ca metodă simplă de încercare pentru estimarea rezistenţei betonului ci numai ca metodă indirectă asociată cu metoda de încercare a carotelor.

40

Modalitatea de prelucrare a rezultatelor obţinute utilizând această metodă de încercare pentru evaluarea rezistenţei betonului este prezentată la cap.8.

8. METODE DE EVALUARE A REZISTEN ŢEI BETONULUI Evaluarea rezistenţei la compresiune a betonului din construcţiile existente se poate

face, în principal, prin aplicarea a trei metode în conformitate cu schema prezentată în figura 8.1:

a) încercarea carotelor (8.1), în conformitate cu SR EN 13791; b) metode indirecte corelate cu încercarea carotelor (8.2), în conformitate cu SR EN

13791; c) metode nedistructive combinate (8.4).

41

Conformitatea rezistenţei in- situ, de exemplu pentru elementele

prefabricate de beton

Evaluarea structurilor „vechi”, care urmează să fie modificate, reproiectate sau care s- au degradat

Existenţa unor dubii privind calitatea betonului

Neconformitatea/execuţia defectuoasă la construcţiile noi

din beton

Etalonarea metodei indirecte utilizând

varianta 1 (pct. 8.2.2) sau varianta 2 (pct. 8.2.3)

Evaluarea conformităţii

conform pct. 8.2.3.5

Utilizarea metodei carotelor Utilizarea metodei indirecte etalonate

Etalonarea metodei indirecte utilizând

varianta 1 (pct. 8.2.2) sau varianta 2 (pct. 8.2.3)

Efectuarea de investigaţiiutilizând relaţia stabilită şi evaluarea conform pct. 8.2.3.5

Utilizarea a 3 până la 14

carote, în Abordarea B

(pct. 8.1.3.3)

Utilizarea a 15 sau mai multe carote,

în abordarea A (pct. 8.1.3.2)

Rezistenţa adecvată a structuriiconform pct. 8.3

Acceptarea betonului din

structură

Investigarea suplimentară asupra adecvării structurale

prin analiza structurală

Da Nu

Utilizarea metodei

nedistructive combinate (pct.8.4)

Evaluarea rezisten ţ ei betonului

Figura 8.1 – Schemă cu metode de evaluare a rezistenţei la compresiune a betonului din construcţiile existente (SR EN 13791)

42

8.1. Evaluarea rezistenţei caracteristice la compresiune in-situ prin încercarea carotelor 8.1.1. Epruvete

Carotele trebuie extrase, examinate şi pregătite în conformitate cu SR EN 12504-1 şi încercate în conformitate cu SR EN 12390-3. Carotele trebuie păstrate în condiţii de laborator timp de cel puţin 3 zile înainte de încercare, exceptând cazurile când acest lucru nu este posibil. Dacă, din motive practice, cele 3 zile de păstrare nu sunt realizabile, se înregistrează perioada de păstrare şi se evaluează. Influenţa acestei abateri de la procedura standardizată trebuie evaluată.

Factorii care influenţează rezistenţa carotei sunt prezentaţi la pct. 7.1. 8.1.2. Număr de epruvete de încercat

Numărul de carote care urmează să fie extrase dintr-o zonă de încercare trebuie determinat în funcţie de volumul de beton considerat şi de scopul încercării carotelor în conformitate cu pct. 7.1.3.4. Fiecare poziţie de încercare cuprinde o carotă.

Pentru evaluarea rezistenţei la compresiune in-situ, din motive statistice şi de siguranţă, se recomandă să fie utilizate, pe cât posibil, cât mai multe carote.

O evaluare a rezistenţei la compresiune in-situ pentru o anumită zonă de încercare trebuie să se bazeze pe rezultatele obţinute de la cel puţin 3 carote.

În scopul evaluării rezistenţei betonului utilizând metoda carotelor, trebuie luate în considerare toate implicaţiile structurale ce rezultă din extragerea acestora, în conformitate cu SR EN 12504-1. 8.1.3. Abordări de evaluare a rezistenţei la compresiune in situ

8.1.3.1. Generalităţi Rezistenţa caracteristică la compresiune in-situ se evaluează utilizând fie abordarea A

prezentată la pct. 8.1.3.2, fie abordarea B prezentată la pct. 8.1.3.3. Abordarea A se aplică atunci când sunt disponibile cel puţin 15 carote. Abordarea B se

aplică atunci când sunt disponibile 3 până la 14 carote. Aplicabilitatea celor două abordări la evaluarea rezistenţei betonului din structurile existente, despre care nu există cunoştinţe prealabile, trebuie precizată la locul de utilizare.

8.1.3.2. Abordarea A

Rezistenţa caracteristică in-situ estimată a zonei de încercare este cea mai mică dintre valorile:

sxk-ff m(n),is ck,is 2= (8.1)

sau 4min ff is, ck,is += (8.2)

unde:

s este abaterea standard a rezultatelor încercării sau 2,0 N/mm2, indiferent care valoare este mai mare;

43

k2 se va considera o valoare de 1,48.

Clasa de rezistenţă se obţine din tabelul 6.1, în funcţie de rezistenţa caracteristică in-situ estimată.

NOTA 1 − Estimarea rezistenţei caracteristice utilizând cel mai mic rezultat al încercării pe carote are în vedere faptul că cel mai mic rezultat al încercării pe carote reprezintă cea mai mică rezistenţă din structură/element component considerat. NOTA 2 – Atunci când distribuţia rezistenţei carotei provine de la două populaţii de rezultate, zona de încercare poate fi divizată în două zone de încercare.

8.1.3.3. Abordarea B

Rezistenţa caracteristică in-situ estimată a zonei de încercare este cea mai mică dintre valorile:

kff isnmisck - ),( , = (8.3)

sau 4 min,, += isisck ff (8.4)

Valoarea limitei k depinde de numărul n de rezultate ale încercării şi este dată în

tabelul 8.1.

Tabelul 8.1 – Limita k asociată unui număr mic de rezultate ale încercării n k

10 până la 14 5 7 până la 9 6 3 până la 6 7

NOTĂ - Datorită incertitudinii asociate unui număr mic de rezultate ale încercării, pe de o parte, dar şi a necesităţii de a furniza acelaşi nivel de încredere, pe de altă parte, abordarea B oferă estimări ale rezistenţelor caracteristice care sunt, în general, mai mici decât cele obţinute în cazul în care există multe rezultate de încercare. Atunci când aceste estimări ale rezistenţei caracteristice in-situ sunt considerate ca fiind prea larg estimate, se recomandă extragerea mai multor carote sau folosirea unei tehnici combinate (a se vedea pct. 8.4) pentru a obţine mai multe rezultate de încercare. Din acest motiv, această abordare nu trebuie utilizată în cazurile în care există dubii privind calitatea betonului, bazate pe datele obţinute din încercările standardizate (a se vedea pct. 8.3 pentru detaliile unei abordări adecvate).

8.2. Evaluarea rezistenţei caracteristice la compresiune in-situ prin metode indirecte 8.2.1. Generalităţi

8.2.1.1. Metode de evaluare

Încercările indirecte furnizează alternative la încercările directe (încercări pe carote) utilizate pentru evaluarea rezistenţei la compresiune in-situ a betonului dintr-o structură sau pot suplimenta datele obţinute în cazul în care se dispune de un număr limitat de carote încercate.

Metodele indirecte sunt metode de natură nedistructivă sau semi-distructivă şi pot fi folosite după etalonarea cu încercările pe carote, în următoarele moduri:

44

- separat; - combinaţie de metode indirecte; - combinaţie de metode indirecte şi metode directe (încercări pe carote).

Întrucât la încercarea cu o metodă indirectă se măsoară o altă proprietate a betonului decât rezistenţa, pentru determinarea rezistenţei la compresiune a betonului este necesară utilizarea unei relaţii între rezultatele încercărilor indirecte şi rezistenţa la compresiune a carotelor.

Metodele alternative pentru evaluarea rezistenţei la compresiune in-situ sunt metodele indirecte prezentate la pct. 8.2.1.2 şi 8.2.1.3 (variantele 1 şi 2).

8.2.1.2. Varianta 1 – Corelaţie directă cu rezultatele încercărilor pe carote

La pct. 8.2.2 sunt prezentate procedurile aplicabile, în general, pentru evaluarea rezistenţei la compresiune in-situ, atunci când se stabileşte pentru betonul examinat o relaţie specifică între rezistenţa la compresiune in-situ şi rezultatul încercării prin metoda indirectă.

Varianta 1 necesită cel puţin 18 rezultate ale încercării pe carote pentru a stabili relaţia între rezistenţa la compresiune in-situ şi rezultatul încercării prin metoda indirectă.

8.2.1.3. Varianta 2 – Etalonare pe baza rezultatelor încercărilor cu carotele pentru un interval limitat al rezistenţei, utilizând o relaţie stabilită

La pct. 8.2.3 sunt prezentate procedurile de evaluare a rezistenţei in-situ în cadrul unui interval limitat de rezistenţe, pe baza unei relaţii stabilite, adică o curbă de bază, împreună cu o deplasare a curbei de bază, stabilite prin intermediul încercărilor pe carote. Procedurile sunt descrise pentru încercările cu sclerometrul, încercările privind viteza de propagare a ultrasunetelor şi încercările de smulgere. 8.2.2. Încercări indirecte corelate cu rezistenţa la compresiune in-situ (varianta 1)

8.2.2.1. Domeniu de aplicare

Prevederile pct. 8.2.2 sunt aplicabile metodelor indirecte de încercare pentru evaluarea rezistenţei la compresiune in-situ, atunci când pentru betonul in-situ este stabilită o relaţie prin intermediul încercărilor pe carote.

8.2.2.2. Procedura de încercare

Aparatura, procedura de încercare şi exprimarea rezultatelor încercării trebuie să fie în conformitate cu SR EN 12504-1 pentru încercările pe carote şi cu SR EN 12504-2, SR EN 12504-3 şi SR EN 12504-4 atunci când se măsoară indicele de recul, forţa de smulgere şi viteza de propagare a undelor ultrasonice.

8.2.2.3. Stabilirea relaţiei între rezultatul încercării şi rezistenţa la compresiune in-situ

Pentru a stabili o relaţie specifică între rezistenţa la compresiune in-situ şi rezultatul încercării prin metoda indirectă trebuie realizat un program complet de încercare.

Relaţia trebuie să se bazeze pe cel puţin 18 perechi de rezultate, 18 rezultate de la încercările pe carote şi 18 rezultate de la încercările indirecte, care acoperă domeniul de interes.

NOTA 1 ─ O pereche de rezultate de încercare este formată dintr-un rezultat al încercării pe carotă şi un rezultat al încercării indirecte din aceeaşi poziţie de încercare.

45

NOTA 2 ─ Numărul de perechi de rezultate reprezintă un minimum, dar în multe cazuri este avantajos să se dispună de un număr considerabil mai mare de examinări în setul de date pentru a stabili o relaţie.

Stabilirea relaţiei specifice include următoarele etape: a) determinarea celei mai potrivite linii sau curbe prin analiza de regresie aplicată

perechilor de date care se obţin în programul de încercare. Rezultatul încercării indirecte este considerat ca o variabilă, iar rezistenţa la compresiune in-situ estimată ca o funcţie a acelei variabile;

NOTĂ ─ Datele utilizate pentru obţinerea celei mai potrivite curbe sau linii ar trebui repartizate la distanţe egale, între limitele acoperite de date.

b) calcularea erorii standard a evaluării şi determinarea limitelor de încredere pentru cea mai potrivită linie sau curbă, precum şi limitele de toleranţă pentru observaţiile individuale;

c) determinarea relaţiei ca fiind cuantilă de 10 % din valorile inferioare ale rezistenţei.

NOTĂ ─ Relaţia care se utilizează pentru estimarea rezistenţei oferă un nivel de siguranţă în care 90 % din valorile rezistenţei se aşteaptă să fie mai mari decât valoarea estimată.

8.2.2.4. Evaluarea rezistenţei la compresiune in-situ

Rezultatul încercării rezistenţei la compresiune in-situ, fis, se estimează plecând de la relaţia specifică stabilită.

Relaţia trebuie utilizată doar pentru estimarea rezistenţei in-situ pentru betonul şi condiţiile specifice pentru care a fost stabilită aceasta. Relaţia specifică trebuie folosită numai în limitele intervalului acoperit de rezultatele de încercare.

Pentru evaluarea rezistenţei caracteristice la compresiune in-situ se aplică următoarele condiţii: - evaluarea pentru fiecare zonă de încercare trebuie să se bazeze pe cel puţin 15 poziţii de încercare; - abaterea standard trebuie să fie valoarea calculată plecând de la rezultatele încercării sau să fie egală cu 3,0 N/mm2, indiferent care din acestea are valoarea mai mare.

Rezistenţa caracteristică la compresiune in-situ a zonei de încercare este cea mai mică dintre valorile :

fck,is = fm(n),is - 1,48 x s (8.5) sau

fck,is = fis,min + 4 (8.6) unde s este abaterea standard a rezultatelor încercării. 8.2.3. Utilizarea unei relaţii determinate plecând de la un număr limitat de carote şi o curbă de bază (varianta 2)

8.2.3.1. Generalităţi

Încercările cu sclerometrul, încercările privind viteza de propagare a undelor ultrasonice şi încercările de smulgere pot fi utilizate pentru evaluarea rezistenţei la

46

compresiune in-situ utilizând o curbă de bază şi efectuând deplasarea acesteia la un nivel adecvat, determinat pe baza încercărilor pe carotă.

Această tehnică poate fi utilizată pentru a evalua o populaţie care cuprinde betoane normale, preparate cu acelaşi tip de materiale şi în cadrul aceluiaş proces de producţie.

Pentru acesta se selectează o zonă de încercare dintr-o astfel de populaţie şi cel puţin 9 perechi de rezultate ale încercării (rezultate de la încercarea pe carote şi rezultate de la încercarea indirectă din aceeaşi poziţie de încercare). Rezultatele se folosesc pentru a obţine valoarea deplasării ∆f cu care trebuie deplasată curba de bază pentru a stabili relaţia specifică dintre măsurătorile indirecte şi rezistenţa la compresiune in-situ.

Pentru evaluarea rezistenţei la compresiune in-situ se efectuează, apoi, încercări indirecte pe betonul specific. Relaţia stabilită se utilizează pentru a estima rezistenţa la compresiune in-situ şi pentru a calcula, apoi, rezistenţa caracteristică la compresiune in-situ.

8.2.3.2. Procedură de încercare

Aparatura, procedura de încercare şi exprimarea rezultatelor de încercare trebuie să fie în conformitate cu SR EN 12504 - 1, SR EN 12504 - 2, SR EN 12504 - 3 şi SR EN SR 12504 - 4, după caz.

8.2.3.3. Metodă de evaluare Pentru determinarea relaţiei între metoda indirectă şi rezistenţa la compresiune in-situ

trebuie să se utilizeze următoarea procedură:

a) Se selectează o zonă de încercare care să conţină cel puţin 9 poziţii de încercare. b) Pentru fiecare poziţie de încercare se obţine câte un rezultat pentru încercarea cu

sclerometrul (metoda de duritate superficială) în conformitate cu SR EN 12504-2, încercarea la forţa de smulgere (metoda smulgerii în adâncime) în conformitate cu EN 12504-3 sau încercarea prin metoda a ultrasunetelor în conformitate cu SR EN 12504-4, după caz.

c) Pentru fiecare poziţie de încercare se extrage şi se încearcă o carotă în conformitate cu SR EN 12504-1.

d) Respectând principiile de stabilire a relaţiei specifice redate în figura 8.2, se reprezintă grafic rezistenţa carotei in-situ (axa y) funcţie de rezultatele obţinute de la încercarea indirectă, pe copiile figurilor 8.3 până la 8.5, după caz.

e) La fiecare poziţie de încercare se determină diferenţa de rezistenţă in-situ între valoarea măsurată pe carotă şi valoarea indicată de curba de bază, δf = fis – fR, v sau F.

f) Se calculează media δfm(n) pentru cele n rezultate şi abaterea standard a eşantionului, s. g) Se calculează valoarea cu care trebuie deplasată curba de bază, ∆f, astfel:

∆f = δfm(n), - k1 x s unde k1 se obţine din tabelul 8.2.

NOTĂ ─ Curba de bază a fost fixată în mod voluntar într-o poziţie joasă pe axa y, astfel încât deplasarea să fie întotdeauna pozitivă.

h) Se deplasează curba de bază cu ∆f pentru a obţine relaţia între metoda indirectă de încercare şi rezistenţa la compresiune in-situ pentru betonul specific investigat.

47

LEGENDĂ: 1 Curba de bază δf1..n Diferenţa între rezistenţa fiecărei carote şi valoarea rezistenţei conform relaţiei de bază 2 Deplasarea ∆f a curbei de bază 3 Relaţia între metoda de încercare indirectă şi rezistenţa la compresiune in-situ pentru betonul specific investigat R Indicele de recul în conformitate cu SR EN 12504-2 F Forţa de smulgere în conformitate cu SR EN 12504-3 v Viteza de propagare a ultrasunetelor în conformitate cu SR EN 12504-4

Figura 8.2 – Principiu pentru obţinerea relaţiei între rezistenţa la compresiune in-situ şi

rezultatele încercării indirecte (SR EN 13791)

LEGENDĂ: R Indicele de recul se determină în conformitate cu SR EN 12504-2

Figura 8.3 – Curba de bază pentru încercarea prin metoda de duritate superficială

(SR EN 13791)

48

LEGENDĂ: ν viteza de propagare a ultrasunetelor în km/s în conformitate cu SR EN 12504-4

Figura 8.4 – Curba de bază pentru încercarea prin metoda ultrasunetelor (SR EN 13791)

LEGENDĂ: F Forţa de smulgere în N în conformitate cu SR EN 12504-3

Figura 8.5 – Curba de bază pentru încercarea prin metoda smulgerii în adâncime

(SR EN 13791)

NOTĂ - Curbele de bază din figurile 8.3, 8.4 şi 8.5 (copiile lor mărite) pot fi folosite pentru calcule grafice.

Pentru calculele numerice, funcţiile matematice ale curbelor sunt următoarele: a) Figura 8.3 – Indicele de recul (rezultatul încercării cu sclerometrul) măsurat prin metoda de duritate superficială:

23 - x 1,25 RfR = 20 ≤ R ≤ 24

34,5 - x 1,73 RfR = 24 ≤ R ≤ 50

b) Figura 8.4 – Viteza de propagare a ultrasunetelor măsurată prin metoda ultrasunetelor:

990 497,5 - 62,5 2 +××= vvf v 4 ≤ ν ≤ 4,8

49

c) Figura 8.5– Forţa de smulgere măsurată prin metoda smulgerii în adâncime:

( ) 10 - 1,33 Ff F ×= 10 ≤ R ≤ 60

Tabelul 8.2 – Coeficientul k1 în funcţie de numărul de încercări cuplate

Numărul de rezultate ale încercărilor cuplate, n

Coeficient k1

9 1,67 10 1,62 11 1,58 12 1,55 13 1,52 14 1,50 ≥15 1,48

8.2.3.4. Valabilitatea relaţiilor

Relaţia stabilită prin procedura precizată la pct. 8.2.3.3 poate fi utilizată în cadrul următoarelor intervale:

- ± 2 indice de recul în afara intervalului utilizat pentru a obţine deplasarea; - ± 0,05 km/s în afara intervalului rezultatelor de la încercarea vitezei de propagare a

undelor ultrasonice, utilizat pentru a obţine deplasarea; - ± 2,5 kN în afara intervalului forţei de smulgere, utilizat pentru a obţine deplasarea.

8.2.3.5. Estimarea rezistenţei la compresiune in-situ

Rezultatul încercării rezistenţei la compresiune in-situ, fis, se estimează din relaţia stabilită folosind procedura prezentată la pct. 8.2.3.3. Relaţia trebuie utilizată numai pentru estimarea rezistenţei la compresiune in-situ pentru betonul şi condiţiile specifice pentru care a fost stabilită aceasta. Relaţia trebuie utilizată numai în cadrul intervalului pentru care este valabilă (a se vedea pct. 8.2.3.4).

Pentru evaluarea rezistenţei caracteristice la compresiune in-situ, se aplică condiţiile şi procedura precizate la pct. 8.2.2.4.

Evaluarea bazată pe încercarea carotelor cu lungime şi diametru egal şi pe utilizarea curbelor de bază prezentate în figurile 8.3, 8.4 şi 8.5 generează o rezistenţă la compresiune in-situ echivalentă cu rezistenţa cubului.

După calcularea rezistenţei caracteristice, clasa de rezistenţă la compresiune echivalentă, conform SR EN 206-1 poate fi evaluată folosind tabelul 6.1. Atunci când evaluarea se bazează pe încercarea carotelor cu un raport de 2:1 între lungime şi diametru, având un diametru de cel puţin 50 mm, se foloseşte de asemenea tabelul 6.1 pentru a obţine clasa de rezistenţă corespunzătoare.

Rezultatul real pe carotă poate fi convertit într-o rezistenţă echivalentă a unui cub in-situ sau a unui cilindru in-situ, utilizând prevederile pct. 7.1.

50

8.3. Evaluarea în cazurile în care conformitatea betonului bazată pe încercările standard prezintă dubii

Zonele de încercare la compresiune care includ un număr mare de şarje de beton cu 15 sau mai multe date obtinute pe carote, pentru care :

s) , (f, f ckm(n),is ×+≥ 481850 (8.7)

şi ) - (f,,f ckis 4850min ≥ (8.8)

pot fi considerate ca zone cu beton de rezistenţă adecvată, realizat în conformitate cu SR EN 206-1.

NOTĂ − Neconformitatea unei carote individuale poate indica o problemă locală, mai degrabă decât una globală.

Ca alternativă, în cazul în care există 15 sau mai multe date obţinute de la încercări indirecte şi cel puţin două carote luate din poziţii care indică valorile mai mici ale rezistenţei, dacă

) - (f, f ckis, 4850min ≥ (8.9)

se poate considera că zona conţine beton cu rezistenţă adecvată.

Într-o zonă mică, care conţine una sau câteva şarje de beton, se pot alege două poziţii relevante pentru luarea carotelor şi, în condiţiile în care

4) - ( 0,85 min , ckis ff ≥ (8.10)

se poate considera că zona conţine beton cu rezistenţă adecvată.

În acest caz, dacă se consideră că zona de încercare conţine beton cu rezistenţă adecvată, se va considera că betonul provine dintr-o populaţie conformă.

NOTĂ ─ Atunci când rezistenţa este mai mică de 0,85 (fck – 4), ipotezele de calcul nu sunt valabile şi structura trebuie evaluată în ceea ce priveşte conformitatea structurală. O valoare mică a rezistenţei in-situ poate fi cauzată de un număr de factori, inclusiv neconformitatea betonului cu specificaţiile tehnice, compactarea insuficientă sau adaosul necontrolat de apă pe şantier. În vederea identificării factorilor care conduc la obţinerea de valori mici, trebuie luate în considerare, următoarele: porozitatea betonului; armătura din carote; maturitatea carotei la momentul încercării. 8.4 Evaluarea rezistenţei betonului prin metoda nedistructiva combinată (SONREB)

8.4.1. Determinarea rezistenţei betonului prin metoda nedistructivă combinată este de o acurateţa ridicată, îndeosebi când variaţiile de rezistenţă sunt provocate de o compactare inegală sau insuficientă a betonului, de nerespectarea raportului A/C prin variaţia apei de amestecare, de o maturizare în condiţii necorespunzătoare, sau de variaţii ale umidităţii betonului.

Metoda nedistructivă combinată este de asemenea suficient de eficientă în cazurile când calitatea cimentului sau a agregatelor, inclusiv granulozitatea lor, au fost necorespunzătoare.

Metoda este mai puţin eficientă în cazul unor variaţii mari, necontrolate, ale calităţii cimentului fiind totuşi, şi în acest caz, superioară metodelor nedistructive simple.

51

8.4.2. Determinarea rezistenţei betonului la compresiune prin metoda nedistructivă combinată necesită cunoaşterea următoarelor date în legătură cu prepararea betonului:

- tipul şi dozajul de ciment (Kg/m3); - natura şi granulozitatea agregatului folosit.

8.4.3. Tipul de ciment este luat în considerare la determinarea rezistenţei betonului cu ajutorul coeficientului de influenţă al cimentului Cc ale cărui valori sunt date în tabelul 8.3 .

Tabelul 8.3 Valorile coeficientului Cc

Tip ciment Cc Ciment fără adaos de tip CEM I 52.5 1,09

Ciment fără adaos de tip CEM I 42.5 1,04 Ciment cu mai puţin de 20% adaosuri

(ex.tip CEM II A) 1,00

Ciment cu adaosuri intre 21% si 35% (ex.tip CEM II B, IVA, VA)

0,96

Ciment cu mai mult de 36% adaosuri (ex. tip CEM IIIA, IVB, VB)

0,90

8.4.4. Dozajul de ciment folosit la preparare este luat în considerare, la determinarea rezistenţei betonului, cu ajutorul coeficientului de influenţă al dozajului Cd. Valorile acestui coeficient sunt date în tabelul 8.4.

Tabelul 8.4 Valorile coeficientului Cd

Dozaj ciment (kg/m3) Cd 200 0,88 300 1,00 400 1,13 500 1,25 600 1,31

NOTĂ - Pentru dozaje intermediare se interpolează liniar.

8.4.5. Natura agregatului folosit la prepararea betonului este luată în considerare la determinarea rezistenţei betonului cu ajutorul coeficientului de influenţă al naturii agregatului Ca.

Pentru betoanele cu următoarele agregate se recomandă valorile: - agregat de râu de tip silico calcar Ca = 1,00 - agregat uşor de granulit simplu sau amestecat cu agregat de râu Ca= 1,00 - agregat greu de baritină sau amestecat cu agregat de râu Ca= 1,00 + 0,9p

în care: p este procentul în volume din volumul total al agregatului, ocupat de agregatul greu.

Pentru betoanele realizate cu alte agregate coeficientul Ca se va determina experimental.

8.4.6. Granulozitatea agregatului este luată în considerare cu ajutorul a doi parametri: a) dimensiunea maximă a agregatului căreia îi corespunde coeficientul de influenţă al

dimensiunii maxime CΦ, ale cărui valori sunt date în tabelul 8.5.

52

Tabelul 8.5 Valorile coeficientului CΦ

Dimensiunea maximă a agregatului Φ (mm)

CΦ

63 0,96 31,5 1,00 16 1,03 8 1,09

b) fracţiunea fină a agregatului (0-1 mm) căruia îi corespunde coeficientul de influenţă al fracţiunii fine Cg ale cărui valori sunt date în tabelul 8.6.

Tabelul 8.6 Valorile coeficientului Cg

Procentul fracţiunii 0-1 mm Cg

6 0,97 12 1,00 18 1,03 24 1,06 30 1,09 36 1,11 42 1,13 48 1,15

8.4.7. Luarea în considerare a tuturor parametrilor de compoziţie a betonului, care pot influenţa corelaţia dintre mărimile nedistructive măsurate şi rezistenţa betonului, se face cu ajutorul coeficientului de influenţă total Ct dat de relaţia:

Ct=Cc x Cd x Ca x CΦ x Cg (8.11)

pentru care presupune valabilitatea principiului suprapunerii efectelor sau al independenţei acţiunii celor cinci parametri.

8.4.8. Pe baza rezultatelor încercărilor nedistructive efectuate se calculează rezistenţa fc,ref.

corespunzătoare unui beton a cărui compoziţie este dată de valorile unitare ale coeficientului de influenţă din tabelele 8.3-8.6, respectiv beton preparat cu:

- ciment cu mai puţin de 20% adaosuri (ex. tip CEM II/A), dozaj 300 kg/m3; - agregat de râu silico-calcaros Φmax = 31,5 mm, fracţiune (0-1mm) 12%.

Determinarea rezistenţei fc,ref. se face pe baza valorilor din tabelul 8.7, astfel: se introduc valorile măsurate ale vitezei de propagare şi ale indicelui de recul iar la intersecţia acestora se citeşte rezistenţa de referinţă a betonului.

53

Tabelul 8.7 Rezistenţele de referinţă ale betonului (fc,ref) [N/mm2]

V [m/s]

N

16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52

3000 4,0 4,7 5,3 5,9 6,5 7,2 7,9 8,6 - - - - - - - - - - -

3100 4,5 5,2 5,8 6,5 7,2 7,8 8,5 9,3 10,0 - - - - - - - - - -

3200 5,0 5,7 6,5 7,2 7,8 8,4 9,3 9,9 10,6 11,4 - - - - - - - - -

3300 5,6 6,3 7,1 7,7 8,4 9,2 9,8 10,6 11,5 12,5 13,6 - - - - - - - -

3400 6,2 6,9 7,6 8,3 9,2 9,8 10,6 11,5 12,5 13,6 14,6 15,6 - - - - - - -

3450 6,5 7,3 8,0 8,7 9,5 10,2 11,0 12,0 13,1 14,1 15,1 16,1 17,3 - - - - - -

3500 6,8 7,6 8,3 9,1 9,8 10,5 11,4 12,4 13,6 14,6 15,6 16,7 17,9 19,7 - - - - -

3550 7,1 7,9 8,7 9,3 10,2 10,9 11,9 12,9 14,1 15,1 16,1 17,3 18,7 20,7 22,7 - - - -

3600 7,4 8,2 9,0 9,7 10,5 11,3 12,3 13,4 14,6 15,6 16,7 18,0 19,7 21,7 23,9 - - - -

3650 - 8,5 9,3 10,0 10,9 11,7 12,8 13,9 15,1 16,2 17,4 18,8 20,7 22,7 25,1 - - - -

3700 - 8,7 9,6 10,3 11,2 12,1 13,2 14,4 15,6 16,7 18,1 19,6 21,6 23,8 26,3 28,2 - - -

3750 - 9,1 9,9 10,7 11,6 12,6 13,8 15,0 16,2 17,5 18,9 20,6 22,6 24,9 27,1 29,4 32,0 - -

3800 - 9,4 10,2 11,0 12,0 13,1 14,3 15,5 16,8 18,2 19,7 21,5 23,7 26,1 28,0 30,7 33,1 35,3 -

3850 - 9,8 10,5 11,4 12,5 13,6 14,9 16,1 17,5 18,9 20,6 22,6 24,8 27,0 29,2 31,7 34,1 36,3 -

3900 - 10,1 10,7 11,7 12,9 14,1 15,4 16,7 18,2 19,6 21,4 23,7 25,8 28,0 30,4 32,8 35,0 37,3 39,7

3950 - 10,3 11,1 12,1 13,4 14,7 15,9 17,1 18,9 20,5 22,4 24,7 26,8 29,0 31,4 33,8 36,0 38,3 40,7

4000 - 10,6 11,5 12,5 13,8 15,2 16,4 17,8 19,6 21,4 23,4 25,7 27,7 30,1 32,5 34,7 37,0 39,4 41,8

4050 - - 11,9 13,0 14,4 15,7 17,0 18,6 20,6 22,4 24,5 26,7 28,8 31,1 33,4 35,7 38,0 40,4 42,8

4100 - - 12,2 13,5 14,9 16,2 17,6 19,3 21,4 23,3 25,5 27,7 29,8 32,2 34,4 36,7 39,1 41,5 43,8

4150 - - - 14,0 15,4 16,7 18,2 20,1 22,4 24,3 26,5 28,8 30,8 33,2 35,4 37,7 40,1 42,5 44,8

4200 - - - 14,5 15,9 17,2 18,8 20,9 23,3 25,3 27,4 29,8 31,8 34,1 36,4 38,8 41,2 43,5 45,7

4250 - - - - 16,4 17,9 19,6 21,8 24,3 26,3 28,4 30,8 32,8 35,1 37,4 39,8 42,1 44,5 46,7

4300 - - - - 16,9 18,5 20,5 22,7 25,3 27,3 29,4 31,7 33,8 36,0 38,4 40,8 43,1 45,3 47,8

4350 - - - - - - 21,5 23,6 26,3 28,3 30,6 32,6 34,7 36,9 39,3 41,7 44,0 46,3 48,8

4400 - - - - - - 22,4 24,5 27,3 29,2 31,2 33,4 35,5 37,8 40,3 42,6 45,0 47,4 49,8

4450 - - - - - - - - 28,2 30,0 32,1 34,3 36,4 38,6 41,0 43,5 46,1 48,5 -

4500 - - - - - - - - 29,0 30,8 33,0 35,2 37,3 39,9 42,3 44,7 47,2 49,6 -

4550 - - - - - - - - - 31,8 33,9 36,2 38,4 40,9 43,4 45,8 48,2 50,7 -

4600 - - - - - - - - - - 34,8 37,2 39,6 42,0 44,5 47,0 49,3 52,0 -

4650 - - - - - - - - - - 35,8 38,2 40,6 43,1 45,6 48,0 50,5 53,0 -

4700 - - - - - - - - - - 37,0 39,3 41,6 44,0 46,8 49,0 51,8 54,2 -

4750 - - - - - - - - - - - - 42,5 45,0 47,7 50,1 52,8 55,4 -

4800 - - - - - - - - - - - - 43,5 46,0 48,6 51,3 53,8 56,5 -

4850 - - - - - - - - - - - - - 47,0 49,7 52,2 54,9 57,5 -

4900 - - - - - - - - - - - - - 48,0 50,8 53,2 56,0 58,5 -

4950 - - - - - - - - - - - - - - 51,8 54,3 56,9 59,6 -

5000 - - - - - - - - - - - - - - 52,8 55,5 57,9 60,7 -

8.4.9. Se calculează rezistenţa efectivă a betonului încercat cu relaţia:

fc,ef= fc,ref x Ct (8.12)

La încercarea betoanelor a căror vârstă depăşeşte 1 an, rezultatul final se va obţine prin multiplicarea valorii fc,ef cu un coeficient de corectie, Cv=0,9.

8.4.10. În situaţia în care se dispune de un număr de corpuri de probă (cuburi cu latură de 150 mm) în cazul betonului pus în operă sau carote în cazul construcţiilor existente, valoarea teoretică a coeficientului Ct poate fi verificată experimental, încercând distructiv şi nedistructiv, cu metode combinate, corpurile de probă (cuburi sau carote) sau, recomandabil, betonul din care urmează a fi extrase carotele. a) În cazul în care încercările nedistructive se fac direct pe carote, rezultatele măsurătorilor se corectează după cum urmează:

- carote cu d>10 cm: 0% - carote cu d=10 cm: +0,6%

54

- carote cu d=7 cm: +2,5% - carote cu d=5 cm: +5,6%

b) Indicii de recul măsuraţi pe faţa laterală a carotei se majorează cu 1...3 diviziuni în funcţie de diametrul carotei (la diametre mai mari corespund majorări mai mici).

Cu ajutorul valorilor vitezelor de propagare şi a indicilor de recul, astfel obţinute, se determină valoarea fc,ref pentru fiecare probă i încercată. Totodată, se determină prin încercare la presă, rezistenţa efectivă a epruvetei i la compresiune. Folosind cele două valori ale rezistenţei se calculează coeficientul experimental de influenţă al probei.

irefc

icti f

fC

.,

.exp,exp =

(8.13)

în care: fc,exp.i reprezintă rezultatul încercării distructive pe corpul de probă, i. Se calculează media valorilor experimentale pentru toate probele încercate, conform

relaţiei:

k

CC

k

iti

t

∑== 1

exp

exp (8.14)

în care: k - reprezintă numărul epruvetelor disponibile.

8.4.11. Se compară valoarea exptC cu valoarea calculată real

tC şi pot rezulta următoarele situaţii:

Cazul a) 1,0exp

exp

≤−

t

calctt

C

CC (8.15)

În acest caz se consideră că valorile experimentale verifică datele de calcul şi oricare dintre valorile de calcul/experimentale pot fi adoptate drept valori definitive. În principiu, o corectare a rezultatelor în acest caz nu este obligatorie.

Cazul b) 3,01,0exp

exp

≤−

<t

calctt

C

CC (8.16)

În acest caz există o diferenţă între valorile de calcul şi cele experimentale, care se

încadrează în precizia specifică metodelor combinate şi, dacă nu există nici un motiv special de a prefera una din cele două valori, valoarea cea mai sigură pentru calculul final este dată de relaţia:

Ct =3

2 expt

calct CC +

(8.17)

Cazul c) 3,0exp

exp

>−

t

calctt

C

CC (8.18)

55

În acest caz există o evidentă discordanţă între rezultatele de calcul şi cele experimentale şi este necesară o analiză amănunţită a cauzelor, care au dus la aceste diferenţe, în vederea eliminării rezultatului eronat. Dacă o asemenea analiză, nu duce la nici o concluzie se recomandă eliminarea valorii de calcul, utilizându-se valoarea determinată experimental.

8.4.12. Precizia metodelor nedistructive combinate (prin precizie se înţelege intervalul de abateri în care sunt cuprinse 90% din rezultatele experimentale) trebuie considerată de ± (15-20)%, în cazul în care elementele necesare ale compoziţiei betonului sunt corect cunoscute. În cazul în care pe lângă compoziţie se dispune de corpuri de probă sau carote, este de aşteptat ca precizia metodei să fie de ± (10-15)%. Încercările pe carote se prelucrează conform prevederilor pct. 7.1. În cazul în care compoziţia betonului este necunoscută, sau greşit cunoscută şi nu există epruvete sau carote, erorile pot atinge ± (25-35)%.

8.4.13. Valoarea coeficientului total de influenţă pentru clădirile de locuinţe executate în perioada 1934-1940 se poate lua, cu caracter orientativ, ca fiind egală cu:

Ct=C .calct x CV = 1,15 (8.19)

Pentru perioade ulterioare, asemenea precizări nu se mai pot face datorită, diversificării

claselor de betoane şi tipurilor de cimenturi utilizate.

8.4.14. Interpretarea rezultatelor încercărilor prin metoda combinată

Rezultatele obţinute pe element/structuri din beton armat prin aplicarea metodei nedistructive combinate reprezintă rezistenţe la compresiune echivalente cu cele obţinute pe cuburi de 150 mm.

În cazul în care numărul de rezultate este mai mic de 15, metoda serveşte numai la estimarea rezistenţei la compresiune a betonului din lucrare.

În acest caz rezistenţa betonului din element se consideră acceptabilă dacă sunt îndeplinite relaţiile:

fm(n),is ≥ fck,is + k1 x s (8.20)

fis,min ≥ fck,is - 4 (8.21) unde:

s este abaterea standard trebuie să fie valoarea calculată plecând de la rezultatele încercării sau să fie egală cu 3,0 N/mm2, indiferent care din acestea are valoarea mai mare.

k1 coeficient ce ţine seama de numărul de rezultate în conformitate cu tabelul 8.2. fm(n),is şi fis,min reprezintă valorile medii fc,ef.med respectiv minime fc,ef.min ale rezistenţei

efective fc,ef.

Pentru determinarea rezistenţei caracteristice a betonului din lucrare este necesară obţinerea a minimum 15 rezultate.

Pentru evaluarea rezistenţei caracteristice la compresiune in-situ a betonului, indiferent de tipul de element, se aplică următoarele condiţii: - evaluarea pentru fiecare zonă de încercare trebuie să se bazeze pe cel puţin 15 poziţii de încercare;

56

- abaterea standard trebuie să fie valoarea calculată plecând de la rezultatele încercării sau să fie egală cu 3,0 N/mm2, indiferent care din acestea are valoarea mai mare.

Rezistenţa caracteristică la compresiune in-situ a zonei de încercare este cea mai mică dintre valorile:

fck,is = fm(n),is - 1,48 x s (8.22) sau

fck,is = fis,min + 4 (8.23) unde: s este abaterea standard a rezultatelor încercării.

Valorile obţinute se rotunjesc la cea mai apropiată valoare de 0,5 N/mm2. O serie de scheme logice de aplicare a diferitelor metode pentru evaluarea rezistenţei

betonului, exemple de prelucrare a rezultatelor obţinute şi comentarii la unele prevederi din normativ sunt prezentate în continuare la Anexa A, Anexa B şi, respectiv, Anexa C.

57

Anexa A: SCHEME LOGICE DE APLICARE A METODELOR DE E VALUARE A REZISTENŢEI LA COMPRESIUNE A BETONULUI

Schema 1- Metode indirecte, utilizarea unei curbe de etalonare plecând de la un număr limitat de carote şi o curbă de bază

ACŢIUNI PREGĂTITOARE VERIFICARE CONDIŢII MICROCLIMATICE

VERIFICARE ŞI PREGĂTIRE APARATURĂ + ACCESORII

ALEGEREA ELEMENTULUI

ALEGEREA ZONELOR DE ÎNCERCARE

EXTRAGEREA CAROTELOR

CONDIŢII DE TRANSPORT ŞI MENŢINERE ÎN LABORATOR

PRELUCRAREA ŞI ÎNCERCAREA CAROTELOR

DETERMINAREA REZISTENŢELOR OBŢINUTE PE CAROTE

ETALONAREA METODEI INDIRECTE PRIN UTILIZAREA REZISTENŢELOR OBŢINUTE

PE CAROTE ÎN FUNCŢIE DE NUMĂRUL ACESTORA

UTILIZAREA CURBELOR DE ETALONARE LA EVALUAREA REZISTENŢELOR APLICÂND

METODELE INDIRECTE

REZULTATELE APLICĂRII UNOR METODE NEDISTRUCTIVE (DE EXEMPLU VITEZA

ULTRASUNETELOR SAU A INDICILOR DE RECUL)

DETERMINAREA REZISTENŢEI BETONULUI DIN LUCRARE

REDACTARE RAPORT DE ÎNCERCARE

APLICAREA UNOR METODE NEDISTRUCTIVE (DE EXEMPLU VITEZA

ULTRASUNETELOR SAU A INDICILOR DE RECUL)

APLICAREA UNOR METODE NEDISTRUCTIVE PE ZONELE DIN CARE SE VOR EXTRAGE CAROTELE

SCHEMA LOGICĂ –METODE INDIRECTE (pct. 8.2.3)

58

Schema 2 – Metoda combinată, utilizarea coeficientului de influenţă teoretic

SCHEMA LOGICĂ – ÎNCERCĂRI NEDISTRUCTIVE

METODA NEDISTRUCTIVĂ COMBINATĂ (pct. 8.4.9)

ACŢIUNI PREGĂTITOARE VERIFICARE CONDITII MICROCLIMATICE

VERIFICARE ŞI PREGĂTIRE APARATURA + ACCESORII

ALEGEREA ELEMENTULUI

DETERMINAREA REŢELEI DE ARMARE

ALEGEREA SECŢIUNII DE ÎNCERCARE

PRELUCRAREA SUPRAFEŢEI

CURĂŢAREA SUPRAFEŢEI

NOTAREA SCHEMEI DE ÎNCERCARE

MĂSURARE TIMP DE PROPAGARE

ACŢIUNI ETALONARE

DETERMINARE VITEZA DE PROPAGARE

DETERMINAREA REZISTENŢEI DE REFERINŢĂ

DATE COMPOZIŢIE BETON

COEFICIENT INFLUENŢĂ TEORETIC

DETERMINAREA REZISTENŢEI BETONULUI

TRASARE CAROIAJ

APLICAREA STRATULUI CUPLANT

CALCUL CORECŢII

MĂSURARE INDICE RECUL

ACTIUNI ETALONARE

CALCUL CORECŢII

DETERMINARE INDICE RECUL MEDIU

INTERPRETARE REZULTATE PRECIZIE

REDACTARE RAPORT ÎNCERCĂRI

59

Schema 3- Metoda combinată, utilizarea coeficienţilor de influenţă teoretic şi experimental

SCHEMA LOGICĂ – INCERCĂRI NEDISTRUCTIVE

METODA NEDISTRUCTIVĂ COMBINATĂ (pct. 8.4.10)

ACŢIUNI PREGĂTITOARE VERIFICARE CONDIŢII MICROCLIMATICE

VERIFICARE ŞI PREGĂTIRE APARATURĂ + ACCESORII

ALEGEREA ELEMENTULUI

DETERMINAREA REŢELEI DE ARMARE

ALEGEREA SECŢIUNII DE ÎNCERCARE

PRELUCRAREA SUPRAFEŢEI

CURAŢAREA SUPRAFEŢEI

NOTAREA SCHEMEI DE ÎNCERCARE

MASURARE TIMP DE PROPAGARE

ACŢIUNI ETALONARE

DETERMINARE VITEZA DE PROPAGARE

DETERMINAREA REZISTENŢEI DE REFERINŢĂ

DATE COMPOZIŢIE BETON ÎNCERCĂRI NEDISTRUCTIVE ŞI DISTRUCTIVE PE CUBURI SAU CAROTE

COEFICIENT INFLUENŢĂ EXPERIMENTAL COEFICIENT INFLUENŢĂ TEORETIC

COEFICIENT DE INFLUENŢĂ FINAL

DETERMINAREA REZISTENŢEI BETON

TRASARE CAROIAJ

APLICAREA STRATULUI CUPLANT

CALCUL CORECŢII

MASURARE INDICE RECUL

ACŢIUNI ETALONARE

CALCUL CORECŢII

DETERMINARE INDICE RECUL MEDIU

REDACTARE RAPORT ÎNCERCĂRI

60

Anexa B: EXEMPLE DE PRELUCRARE A REZULTATELOR OB ŢINUTE PRIN APLICAREA METODELOR DE EVALUARE A REZISTEN ŢEI LA COMPRESIUNE A BETONULUI

B.1. Aplicarea metodelor pentru evaluarea rezistenţei la compresiune a betonului prin încercări pe carote de beton (8.1.3.3) Obiectivul încercării:

Determinarea rezistenţei betonului, dintr-o pardoseală existentă care urmează să sufere modificări, având clasa de beton C20/25 conform proiect, cu o suprafaţă de 600 m2 şi o grosime de 25 cm, beton realizat cu agregat Ømax = 32mm, prin metoda carotelor.

S-au extras 12 carote cu un diametru de 94 mm cu lungimi cuprinse între 150 - 180 mm care ulterior au fost prelucrate la dimensiunile prezentate în tabelul B.1.1.

Pregătirea şi încercarea carotelor s-au făcut în conformitate cu prevederile pct.7.1. În urma acestor încercări au rezultat datele din tabelul B.1.1.

Tabelul B.1.1 Rezultatele încercărilor la compresiune a carotelor Număr carotă

d carotă (mm)

h carotă (mm)

Forţa de rupere

(kN)

Aria (mm2)

fcar. (N/mm2)

1 94 104,6 121,796 6940 17,5 2 94 106,5 127,128 6940 18,5 3 94 112,5 130,496 6940 19,0 4 94 111,6 129,373 6940 18,5 5 94 107,7 132,601 6940 19,0 6 94 109,2 159,121 6940 23,0 7 94 104,4 146,211 6940 21,0 8 94 114,2 162,148 6940 23,5 9 94 111,4 147,755 6940 21,5 10 94 101,5 166,137 6940 24,0 11 94 106,6 145,931 6940 21,0 12 94 108,0 157,988 6940 23,0

Determinarea rezistenţei betonului la compresiune, echivalentă pe cuburi de 150 mm,

se face conform pct. 7.1.6, cu ajutorul relaţiei: fis=a

x b x c x e x g x fcar

unde : fcar. = F/Acar, reprezintă rezistenţa carotei obţinută prin incercarea direct la presă .

Rezultate obţinute sunt prezentate în tabelul B.1.2:

61

Tabelul B.1.2 Determinarea rezistenţei medii la compresiune a betonului, echivalentă pe cuburi de 150 mm

Număr carotă

fcar. (N/mm2)

raport h/d

coef “ b“

coef “ a“

coef “ c“

coef “ e“

coef “ g”

f is (N/mm2)

fm(12),is (N/mm2)

1 17,5 1,11 1,04 1,00 1,06 1,00 0,96 18,5

22,5

2 18,5 1,13 1,05 1,00 1,06 1,00 0,96 20,0 3 19,0 1,20 1,07 1,00 1,06 1,00 0,96 21,0 4 18,5 1,19 1,07 1,00 1,06 1,00 0,96 20,0 5 19,0 1,14 1,05 1,00 1,06 1,00 0,96 20,5 6 23,0 1,16 1,05 1,00 1,06 1,00 0,96 24,5 7 21,0 1,11 1,04 1,00 1,06 1,00 0,96 22,0 8 23,5 1,20 1,07 1,00 1,06 1,00 0,96 25,5 9 21,5 1,18 1,06 1,00 1,06 1,00 0,96 23,0 10 24,0 1,08 1,03 1,00 1,06 1,00 0,96 25,0 11 21,0 1,13 1,05 1,00 1,06 1,00 0,96 22,5 12 23,0 1,15 1,05 1,00 1,06 1,00 0,96 24,5

Prelucrarea rezultatelor se efectuează conform pct.8.1.3.3:

fis,min = 18,5 N/mm2, rezistenţa minimă (Tabelul B.1.2) fm(12)is = 22,5 N/mm2, rezistenţa medie (Tabelul B.1.2) fck,is,cub = 21N/mm2 rezistenţa caracteristică in-situ minimă pentru clasa C 20/25 (Tabelul 6.1) fck,is = fis,min + 4 = 18,5 + 4 = 22,5 N/mm2

fck,is = fm(n)is – k = 22,5 – 5 = 17,5 N/mm2

CONCLUZIE : Valoarea minimă a lui fck,is este 17,5 N/mm2, inferioară valorii fck,is,cub = 21N/mm2 (rezistenţa caracteristică in-situ minimă pentru clasa C 20/25), deci betonul nu a realizat clasa de beton prescrisă.

B.2 Aplicarea metodelor pentru evaluarea rezistenţei la compresiune a betonului prin încercări pe carote (8.1.3.3) şi/sau prin utilizarea unei relaţii determinate plecând de la un număr limitat de carote şi o curbă de bază (8.2.3)

Evaluarea rezistenţei betonului este efectuată pe baza rezultatelor obţinute prin încercarea la compresiune a carotelor şi a măsurărilor nedistructive indirecte prin metoda ultrasonică, având la dispoziţie 10 perechi de rezultate, prezentate în tabelul B.2.1:

Tabelul B.2.1. Rezultate individuale obţinute prin aplicarea metodelor nedistructive şi distructive

Punctul de

măsurare 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

f is*)

(N/mm2) 21,4 19,0 17,8 19,5 18,4 19,0 26,0 18,6 19,6 18,0

vi (km/s) 4,099 4,076 4,002 4,120 4,087 4,149 4,423 4,051 4,117 4,012

62

* )NOTĂ - În acest caz valorile rezistenţelor nu s-au rotunjit la cea mai apropiata valoare de 0,5 MPa deorece aceste rezultate s-au utilizat şi pentru aplicarea metodei indirecte.

Evaluarea rezistenţei caracteristice a betonului pe baza rezultatelor obţinute la

încercarea la compresiune a carotelor se face conform abordării B (pct. 8.1.3.3), deoarece numărul de carote este cuprins între 3 şi 14.

- Valoarea medie a rezultatelor, fm(10),is = 19,7 N/mm2

- Valoarea cea mai mică, fis min = 17,8 N/mm2 - Valoarea coeficientului k, pentru 10 încercări, k = 5.

Se consideră cea mai mică valoare dintre:

fm(10),is - k = 19,7 - 5 = 14,7 N/mm2 şi

fis,min + 4 = 17,8 + 4 = 21,8 N/mm2 Rezistenţa caracteristică a betonului din lucrare este fck,is = 14,7 N/mm2.

Deoarece carotele încercate se înscriu în condiţia de echivalare a rezistenţei cu cea obţinută pe cuburi cu latura de 150 mm, rezultă că rezistenţa caracteristică a betonului din lucrare corespunde clasei de rezistenţă C12/15 pentru care fck,is,cub = 13 N/mm2, conform tabelului 6.1.

Trasarea curbei care exprimă relaţia între datele măsurate prin metodă ultrasonică, indirectă, şi rezistenţe, se face conform cazului 2 (pct. 8.2.3), deoarece numărul de puncte în care s-au efectuat perechi de determinări este cuprinsă între 9 şi 18, astfel:

- se calculează valorile fv pentru curba de bază, pentru vitezele măsurate, cu relaţia:

fv = 62,5 v2 – 497,5 v + 990;

- se calculează diferenţele δfv = fis – fv pentru fiecare punct de măsurare; - se calculează abaterea medie pătratică, sv, pentru vitezele măsurate; - se calculează valoarea medie, δfvm a diferenţelor δfv;

- se calculează valoarea ∆fv, cu care se deplasează curba de bază, cu relaţia ∆fv=

δfvm – k1.s; în care coeficientul k1 este dependent de numărul de rezultate;

- se trasează curba care reprezintă relaţia între vitezele măsurate şi rezistenţele betonului, prin deplasarea curbei de bază cu ∆fv.

Rezultatele calculelor sunt prezentate în tabelul B.2.2 şi reprezentate grafic în figura B.2.1.

Cu ajutorul curbei care indică relaţia între vitezele măsurate şi rezistenţele betonului se poate evalua rezistenţa betonului din lucrare în funcţie de valorile măsurate ale vitezelor ultrasunetelor. Condiţia de aplicare este ca vitezele măsurate să nu se situeze în afara intervalului în care s-au încadrat valorile vitezelor utilizate pentru trasarea curbei (±0,05 km/s). Evaluarea rezistenţei caracteristice nu se poate efectua decât dacă sunt disponibile mai mult de 15 rezultate.

63

Tabelul B.2.2 Determinarea valorii δfv

Nr. punct vi

[km/s]

f is

[N/mm2]

fv

[N/mm2]

δδδδfv

[N/mm2]

1 4,099 21,4 0,8 20,6

2 4,076 19,0 0,6 18,4

3 4,002 17,8 0,0 17,8

4 4,120 19,5 1,2 18,3

5 4,087 18,4 0,7 17,7

6 4,149 19,0 1,8 17,2

7 4,423 26,0 12,3 13,7

8 4,051 18,6 0,3 18,3

9 4,117 19,6 1,2 18,4

10 4,012 18,0 0,0 18,0

k1 = 1,62 (pentru 10 rezultate); sv = 0,118; δfvm = 17,8 N/mm2;

∆fv = 17,8 – 1,62 x 0,118 = 17,6 N/mm2

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

30,0

35,0

3,95 4 4,05 4,1 4,15 4,2 4,25 4,3 4,35 4,4 4,45

fis

[MP

a]

v [km/s]

Curba de baza

Curba translatata

Figura B.2.1 - Curba care indică relaţia între vitezele măsurate şi rezistenţele betonului, obţinută prin deplasarea curbei de bază cu ∆fv

CONCLUZIE: Metoda încercării carotelor oferă cele mai precise informaţii despre rezistenţa betonului din lucrare. Fiind o metodă distructivă şi destul de laborioasă nu poate fi aplicată în toate cazurile.

Metoda poate fi utilizată ca metodă independentă sau în combinaţie cu metodele indirecte pentru evaluarea rezistenţei betonului din construcţii existente.

64

B.3. Metoda nedistructiv combinată

i. Evaluarea rezistenţei la compresiune a betonului din elementele structurii de rezistenţă a unui imobil de locuinţe, se dispune de cuburi prelevate la loc turnare (8.4.10)

Controlul calitaţii betonului din 3 stâpi din beton, de la parterul unui imobil de locuinţe

situat într-un mediu neagresiv chimic, prin metoda nedistructivă combinată.

Date tehnice: - Beton de clasă: C 16/20; - Secţiune transversală stâlpi: 40 x 40 cm; - Compoziţia betonului:

• Tip ciment: CEM/II-AS 32,5 R; • Dozaj ciment: 275 Kg/m3;

• Agregat: Cuarţos de râu; • Granulozitate: 0…..31,5 mm;

• Fracţiunea fină (0-1) mm : 23,9 %; - Vârsta betonului: 90 de zile; - Corpuri de probă: 3 cuburi cu latură de 150 mm, prelevate la loc turnare.

Descriere încercare Stâlpii au fost încercaţi pe două direcţii, în 3 secţiuni şi în 4 puncte pe secţiune, câte 2

puncte pe fiecare direcţie de încercare. Încercările pentru componenta ultrasonică a metodei combinate au fost executate prin tehnica transmisiei directe. Încercările pentru componenta de duritate superficială (sclerometrul) a metodei combinate au fost executate într-o singură secţiune a câte minimum 9 măsuratori.

Prelucrarea rezultatelor

Determinarea rezistenţei betonului la compresiune se face cu ajutorul relaţiei :

fc,ef= fc,refxCt

Stabilirea valorii coeficientului Ct se face în funcţie de valorile coeficienţilor Ctcalc. şi

Ctexp.

Coeficientul de influenţă teoretic de calcul Ctcalc. se calculează cu relaţia:

Ct

calc. ==== Cc x Cd x Ca x CΦ x Cg

Valorile coeficienţilor sunt prezentate în tabelul B.3.1, a se vedea tabelele (8.3...8.6).

65

Tabelul B.3.1 - Valorile coeficienţilor de influenţă

Nr. crt.

Caracteristica determinată

Simbol

Coeficient de influenţă

Cc Cd Ca CΦΦΦΦ Cg Cv Ct

1. Tip ciment : II/A-S-32,5 R Cc 1,00 2. Dozaj ciment : 275 Kg/m3 Cd 0,97 3. Tip agregat : Cuarţos de râu Ca 1,00 4. Dimensiune maximă agregat:

31,5mm. CΦ 1,00

5. Fracţiune fină agregat: 23,9 % Cg 1,06

6. Vârsta betonului: 90 zile Cv 1,00 7. Coeficientul de influenţă

teoretic de calcul Ct 1,03

Coeficientul de influenţă experimental Ct

exp. se determină pe baza încercărilor nedistructive şi distructive, pe corpuri de probă, cu ajutorul relaţiei:

.,

.exp,exp

refc

ct f

fC = .

Rezultatele acestor încercări sunt prezentate în tabelul B.3.2.

Tabelul B.3.2 - Rezultatele încercărilor distructive şi nedistructive pe corpuri de probă Nr. crt.

Caracteristica determinată

Simbol

U.M.

Valori Cub 1 Cub 2 Cub 3 Media Ct

exp

1 Incercări nedistructive 1.1 Viteza de propagare

medie VL Km/s 3,75 3,65 3,86 3,75

1.2 Indice de recul N div. 30 23 26 28

1.3 Rezistenţa la compresiune

de referinţă fc.ref

N/ mm2 14,75 13,45 14,90 14,40

2 Incercări distructive

2.1 Rezistenţa la compresiune fcexp. N/

mm2 13.95 15,35 13,53 14,27

2.2 Coeficient de influenţă experimental

Ctexp 0,95 1,14 0,91 1,00 1,00

Cunoscând cele două componente ale coeficientului de influenţă final total Ct, valoarea

acestuia rezultă:

015.12/)03.11(2

exp

=+=+=calctt

t

CCC

Deoarece 1.0exp

exp

≤−

t

calctt

C

CC

caz în care se apreciază că datele experimentale verifică datele de calcul şi nu sunt necesare corecţii.

Prelucrarea rezultatelor obţinute este prezentată în Tabelul B.3.3.

66

Tabelul B.3.3 - Determinarea valorii rezistenţei efective

Nr. crt.

Element Sect. Punct

Viteza ultrasonică

VL (km/s)

Indice de recul N

(div)

fc,ref Ct=1

(N/mm2) Ct

med

Rezistenţa efectivă fc,ef

(N/mm2)

ind. med. ind. med. med. sect.

med. sect.

med. elem.

1 Stâlp S1 A 1 4,39 2 3,95 4,02 19,9 20,2 3 4,29 4 4,31

B 1 4,01 26 25 2 4,19 4,22 29 28 19,8 1,015 20,1 3 4,29 28 30 28 20,0 4 4,51 30 29

C 1 4,14 28 29 2 4,07 4,21 19,6 19,9 3 4,26 4 4,36

2 Stâlp S2 A 1 4,34 2 4,16 3 4,09 4,20 26,8 27,2 4 4,22

B 1 4,31 36 36 1,015 2 4,30 33 37 27,6 3 4,30 4,26 35 36 35 28,0 28,4 4 4,12 34 35

C 1 4,14 32 34 2 4,24 4,20 26,8 27,2 3 4,24 4 4,18

3 Stâlp S3 A 1 4,21 2 4,22 3 4,06 4,12 21,8 22,2 4 3,99

B 1 4,43 32 31 2 4,14 32 32 3 4,16 4,16 30 31 32 22,8 1,015 23,1 23,0 4 3,99 34 32

C 1 4,37 33 34 2 4,20 4,21 23,3 23,6 3 4,20 4 4,10

Interpretarea rezultatelor: conform pct. 8.4.14.

Rezistenţa betonului din lucrare este analizată în funcţie de: - Rezistenţa la compresiune minimă pe secţiune (fc,ef.min.= 19,9 N/mm2) - Rezistenţa la compresiune medie pe elemente (fc,ef.med.= 23,5 N/mm2) - Abaterea standard a rezultatelor, s= 3.32. In conformitate cu 8.4.14 se alege această abatere standard.

67

Determinarea rezistentei caracteristice (cea mai mică valoare dintre):

fck,is = fm(n),is - 1,48 x s = 23,5 – 1,48 x 3,32 = 18,6 N/mm2 fck,is = fis,min + 4 = 19,9 + 4 = 23,9 N/mm2

Conform tabelului 6.1, fck,is,cub pentru clasa C16/20 este 17 N/mm2, deci betonul din stâlpi corespunde acestei clase de beton. Observaţii :

� În cazul în care se cerea determinarea rezistenţei caracteristice a fiecarui stâlp în parte, trebuiau încercate 15 poziţii pe fiecare element;

� Rezultatele inferioare obţinute pe corpurile de proba indică o prelevare şi/sau menţinere neadecvată a acestora, fapt care a determinat necesitatea încercării elementelor in-situ prin metode nedistructive.

NOTA - Rezultatele se rotunjesc la cea mai apropiată valoare de 0,5 MPa.

ii. Evaluarea rezistenţei la compresiune a betonului din grinzile structurii de rezistenţă a unui imobil de locuinţe, se dispune pe carotele prelevate din lucrare (8.4.10)

Controlul calitaţii betonului din 3 grinzi din beton, a unui imobil de locuinţe prin

metoda nedistructiv combinată.

Date tehnice: - Beton de clasă: C 16/20 ; - Dimensiuni grindă: - lăţime 25 cm ;

- inălţime 40 cm ; - lungime 460 cm.

- Compoziţia betonului: � Tip ciment: CEM/IIA-S 32,5 R; � Dozaj ciment: 275 Kg/m3 ; � Agregat: Cuarţos de râu; � Granulozitate: 0…..31,5 mm ; � Fracţiunea fină (0-1)mm : 23,9 %;

- Maturitatea betonului: aprox. 5 ani

Carote extrase din elemente ale structurii realizate cu aceeaşi clasă de beton: 3 bucăţi cu d =100 mm, care după prelucrare au avut h = 105 mm.

Descriere încercare:

Grinzile au fost încercate, în zona centrală în 5 secţiuni a câte 4 puncte pe fiecare secţiune.

Încercările prin metoda ultrasonică au fost efectuate prin tehnica transmisiei directe. Încercările prin metoda de duritate au fost executate într-o singură secţiune, a câte minimum 9 măsurători.

68

Prelucrarea rezultatelor Determinarea rezistenţei betonului la compresiune se face cu ajutorul relaţiei:

fc,ef= fc,ref x Ct

Stabilirea valorii coeficientului Ct se face în fucţie de valorile coeficienţilor Ct

calc. şi Ct

exp.

Coeficientul de influenţă teoretic de calcul Ctcalc. se calculează cu relaţia:

Ct

calc. = Cc x Cd x Ca x CΦ x Cg Valorile coeficienţilor sunt prezentate în tabelul B.3.4 a se vedea tabelele (8.3...8.6).

Tabelul B.3.4 - Valorile coeficienţilor de influenţă

Nr. crt.

Caracteristica determinată Simbol Coeficient de influenţă Cc Cd Ca CΦΦΦΦ Cg Cv Ct

1. Tip ciment: II A-S 32,5 R Cc 1,00 2. Dozaj ciment: 275 Kg/m3 Cd 0,97 3. Tip agregat: Cuarţos de râu Ca 1,00 4. Dimensiune maximă agregat:

31,5mm. CΦ 1,00

5. Fracţiune fină agregat: 23,9 %

Cg 1,06

6. Maturitatea betonului: 5 ani Cv 0,90 7 Coeficientul de influenţă

teoretic Ct 0,93

Coeficientul de influenţă experimental Ct

exp. se determină pe baza încercărilor nedistructive si distructive, pe corpuri de probă, cu ajutorul relaţiei:

.,

.exp,exp

refc

ct f

fC = .

Rezultatele acestor încercări sunt prezentate în tabelul B.3.5.

Tabelul B.3.5 - Rezultatele încercărilor distructive şi nedistructive pe corpuri de probă

Nr. crt.

Caracteristica determinată

Simbol

U.M.

Valori Carota 1 Carota 2 Carota 3 Media Ct

exp

1. Incercări nedistructive 1.1 Viteza de propagare medie VL Km/s 3,81 3,75 3,75 3,77 1.2 Indice de recul N div. 30 29 34 31 1.3 Rezistenta la compresiune

de referinţă

fc.ref

N/

mm2

15,6

14,80

17,55

15,98

2 Incercări distructive 2.1 Rezistenta la compresiune fc

exp. N/ mm2

17,14 18,22 14,75 16,70

2.2 Coeficient de influenţă experimental

Ctexp 1,10 1,23 0,84 1,06 1,06

69

Cunoscând cele două componente ale coeficientului de influenţă final total Ct, valoarea acestuia rezultă:

Deoarece 122,006,1

93,006,1exp

exp

=−=−

t

calctt

C

CC

10 % ≤ exp

exp

t

teortt

C

CC − ≤ 30 %, se poate adopta coeficientul final de transformare cu valoarea:

Ct = 3

2 exp teortt CC +

= (2x1,06 + 0,93)/3 =1,02

Prelucrarea rezultatelor obţinute este prezentată în Tabelul B.3.6.

Tabelul B.3.6 - Determinarea valorii rezistenţei efective

Nr. crt. Element Sect. Punct

Viteza ultrasonică

VL (km/s)

Indice de recul N

(div)

fc,ref Ct=1

(N/mm2)

Ct med

fc,ef (N/mm2)

ind. med. ind. med med sect.

med. sect.

med. elem.

1 Grinda G1 A 1 3,95 2 4,15 3 3,90 3,94 17,3 17,6 4 3,77

B 1 3,78 2 4,09 3 4,14 4,03 29 30 18,6 19,0 4 4,11 29 28 30

C 1 4,17 30 32 2 4,19 34 33 1,02 3 4,11 4,04 30 18,8 19,2 18,9 4 4,09

D 1 3,76 2 4,10 4,04 18,8 19,2 3 4,12 4 4,19

E 1 3,91 2 4,16 4,06 19,10 19,5 3 3,94 4 4,22

2 Grinda G2 A 1 3,91 2 4,16 3 3,94 4,06 19,20 19,6 4 4,22

B 1 4,03 2 4,15 3 4,01 4,06 28 27 19,20 19,6 4 4,02 29 31 30

C 1 3,78 33 34 1,02 2 4,02 32 30 3 4,00 3,96 30 17,60 18,0 4 4,04 19,4

D 1 3,91 2 4,16 3 3,94 4,10 19,50 19,9 4 4,20

E 1 4,15 2 3,98 4,13 19,8 20,2 3 4,29 4 4,10

70

Nr. crt. Element Sect. Punct

Viteza ultrasonică

VL (km/s)

Indice de recul N

(div)

fc,ref Ct=1

(N/mm2)

Ct med

fc,ef (N/mm2)

ind. med. ind. med med sect.

med. sect.

med. elem.

3 Grinda G3 A 1 3,76 2 4,10 4,04 20,3 20,7 3 4,12 4 4,19

B 1 3,72 2 4,06 4,00 19,5 19,9 3 4,02 32 4 4,22 32 31

C 1 3,56 33 34 32 1,02 2 4,30 30 31 3 3,98 4,03 33 34 20,1 20,5 21,3 4 4,29

D 1 3,76 2 4,10 3 4,12 4,05 20,5 20,9 4 4,24

E 1 4,26 2 4,17 4,23 24,1 24,6 3 4,20 4 4,28

Interpretarea rezultatelor

Interpretare în conformitate cu pct. 8.4.14.

Rezistenţa betonului din lucrare este analizată în funcţie de: - Rezistenţa la compresiune minimă pe secţiune (fc,ef.min.=17,6 N/mm2) - Rezistenţa la compresiune medie pe elemente (fc,ef.med.= 19,9 N/mm2) - Abaterea standard a rezultatelor, s= 1,58. în conformitate cu 8.4.14 se alege s=3.

Determinarea rezistenţei caracteristice (cea mai mică valoare dintre): fck,is = fm(n),is - 1,48 x s = 19,9 – 1,48 x 3 = 15,5 N/mm2 fck,is = fis,min + 4 = 17,6 + 4 = 21,6 N/mm2

Conform tabelului 6.1, fck,is,cub pentru clasa C12/15 este 13 N/mm2, deci betonul din

grinzi corespunde acestei clase de beton. Betonul din lucrare este sub clasa de rezistenţă prescrisă.

Conform tabelului 6.1, fck,is,cub pentru clasa C16/20 este 17 N/mm2, deci betonul din

lucrare este sub clasa de rezistenţă prescrisă. Pentru clasa de beton C12/15, fck,is,cub =13 N/mm2, deci betonul din lucrare corespunde acestei clase de beton.

Observaţie: În cazul în care se cerea determinarea rezistenţei caracteristice a fiecarei grinzi in parte, trebuiau luate in considerare rezistenţele obţinute pentru fiecare punct.

Rezistenţa betonului din grinda G3 analizată se determină în funcţie de:

- Rezistenţa la compresiune minimă pentru fiecare punct (fc,ef.min.=14,3 N/mm2) - Rezistenţa la compresiune medie pe grindă (fc,ef.med.= 21,3 N/mm2)

71

- Abaterea standard a rezultatelor, s= 1,87. In conformitate cu 8.4.14 se alege s=3. Determinarea rezistenţei caracteristice:

- cea mai mică valoare dintre: fck,is = fm(n),is - 1,48 x s = 21,3 – 1,48 x 3 = 16,9 N/mm2 fck,is = fis,min + 4 = 14,3 + 4 = 18,3 N/mm2

Conform tabelului 6.1, fck,is,cub pentru clasa C16/20 este 17 N/mm2, deci betonul din

grinda G3 corespunde acestei clase de beton.

NOTĂ - Rezultatele se rotunjesc la cea mai apropiată valoare de 0,5 MPa.

iii. Evaluarea rezistenţei la compresiune a betonului din unele elemente ale structurii de

rezistenţă (pereţi structurali) a unei construcţii industriale în condiţii de mediu agresiv chimic (se dispune de carote prelevate din lucrare) (8.4.10) Date tehnice :

- Beton de clasă: C 20/25; - Dimensiuni perete: - grosime 25 cm ;

- inălţime 360 cm ; - lungime 460 cm.

- Compoziţia betonului: � Tip ciment: CEM/IIA-S 32,5 R; � Dozaj ciment: 320 Kg/m3 ; � Agregat: Cuarţos de râu ; � Granulozitate: 0…..31,5 mm ; � Fracţiunea fină (0-1) mm: 18 %;

- Maturitatea betonului: aprox. 10 ani Carote extrase din unele elemente a structurii realizate cu aceeaşi clasă de beton: 3

bucăţi cu d =100 mm care, după prelucrare, au avut h = 105 mm. Descriere încercare:

Pereţii au fost încercaţi, în 5 secţiuni a câte 4 puncte pe fiecare secţiune. Încercările prin metoda ultrasonică au fost efectuate prin tehnica transmisiei directe.

Încercările prin metoda de duritate au fost executate într-o singură secţiune a câte minimum 9 măsurători. Prelucrarea rezultatelor

Determinarea rezistenţei betonului la compresiune se face cu ajutorul relaţiei: fc,ef= fc,ref x Ct

Stabilirea valorii coeficientului Ct se face în funcţie de valorile coeficienţilor Ct

calc. şi Ct

exp.

Coeficientul de influenţă teoretic de calcul Ctcalc. se calculează cu relaţia:

Ctcalc. = Cc x Cd x Ca x CΦ x Cg

72

Valorile coeficienţilor sunt prezentate în tabelul B.3.7, a se vedea, de asemenea, tabelele 8.3...8.6.

Tabelul B.3.7 Valorile coeficienţilor de influenţă

Nr. crt.

Caracteristica determinată

Compoziţia betonului

Simbol

Coeficient de influenţă Cc Cd Ca CΦΦΦΦ Cg Cv Ct

1. Tip ciment : II/ A-S 42,5 R Cc 1,04 2. Dozaj ciment: 320 Kg/m3 Cd 1,02 3. Tip agregat: Cuarţos de râu Ca 1,00 4. Dimensiune maximă agregat:

31,5mm CΦ 1,00

5. Fracţiune fină agregat: 18,0 % Cg 1,03

6. Maturitatea betonului: 10 ani Cv 0,90 7 Coeficientul de influenţă

teoretic Ct 1,00

Coeficientul de influenţă experimental Ct

exp. se determină pe baza încercărilor nedistructive şi distructive, pe corpuri de probă, cu ajutorul relaţiei :

.,

.exp,exp

refc

ct f

fC = .

Rezultatele acestor încercări sunt prezentate în tabelul B.3.8.

Tabelul B.3.8 Rezultatele obţinute experimental

Nr. crt.

Caracteristica determinată

Simbol

U.M

Valori Carota 1 Carota 2 Carota 3 Media Ct

exp

1. Încercări nedistructive 1.1 Viteza de propagare medie VL Km/s 3,81 3,75 3,75 3,77 1.2 Indice de recul N div 30 29 34 31 1.3 Rezistenţa la compresiune

de referinţă fc.ref N/

mm2 15,6 14,80 17,55 15,98

2 Încercări distructive 2.1 Rezistenţa la compresiune fc

exp. N/ mm2

17,14 18,22 14,75 16,70

2.2 Coeficientul de influenţă experimental

Ctexp 1,10 1,23 0,84 1,06 1,06

Cunoscând cele două componente ale coeficientului de influenţă final total Ct, valoarea

acestuia rezultă:

03,12/)06,11(2

exp

=+=+=calctt

t

CCC

deoarece 1,0exp

exp

≤−

t

calctt

C

CC

73

caz în care se apreciază că datele experimentale verifică datele de calcul şi nu sunt necesare corecţii.

Prelucrarea rezultatelor obţinute este prezentată în Tabelul B.3.9. Tabelul B.3.9 Determinarea valorii rezistenţei efective

Nr. crt.

Element Sect. Punct

Viteza ultrasonică

VL (km/s)

Indice de recul N

(div)

fc,ref Ct=1

(N/mm2)

Ct med

fc,ef (N/mm2)

ind. med. ind. med.

med. sect.

med. sect.

med. elem.

1 Perete D1 A 1 3,65

2 3,99 3,93 18,40 18,9

3 4,16

4 2,99*

B 1 3,81

2 4,20 30 32

3 3,73 3,91 31 33 32 18,20 18,5

4 2,81* 35 34

C 1 3,92 31 33

2 3,82 3,81 32 16,60 1,03 17,1 19,4

3 3,69

4 2,95*

D 1 3,50

2 3,84 3,86 17,30 17,8

3 4,23

4 2,88*

E 1 4,17

2 4,20 4,22 23,90 24,6

3 4,28

4 4,24

2 Perete D2 A 1 **

2 3,42

3 3,84 3,69 20,90 21,5

4 3,82

B 1 **

2 3,84

3 3,83 3,87 24,40 25,1

4 3,95 38 38

C 1 4,09 37 40 1,03

2 4,03 4,03 42 39 39 27,40 28,2

3 3,97 39 41

4 4,03 39

D 1 3,97 25,9

2 3,94 3,94 25,80 26,6

3 3,86

4 4,00

E 1 4,03

2 4,09 4,02 27,10 27,9

3 4,00

4 3,97

3 Perete D3 A 1 4,03

2 3,98

3 3,95 3,97 21,90 22,6

4 3,92

B 1 3,75 35 36

2 3,54 37 32 35

3 3,77 3,71 34 33 17,30 17,8

74

Nr. crt.

Element Sect. Punct

Viteza ultrasonică

VL (km/s)

Indice de recul N

(div)

fc,ref Ct=1

(N/mm2)

Ct med

fc,ef (N/mm2)

ind. med. ind. med.

med. sect.

med. sect.

med. elem.

4 3,80 36 37

C 1 3,54 35

2 3,68 1,03

3 3,73 3,59 15,90 16,4 19,1

4 3,42

D 1 3,86

2 3,82

3 3,77 3,81 19,10 19,7

4 3,79

E 1 3,78

2 3,84 3,74 18,20 18,8

3 3,70

4 3,66

NOTĂ - Zone cu degradări rezultate din măsurători, cu valori ale vitezelor sub 3 km/s (*) sau vizibile (**) ce nu se iau în considerare în calcul

Interpretarea rezultatelor

Interpretare în conformitate cu pct. 8.4.14.

Rezistenţa betonului din lucrare este analizată în funcţie de: - Rezistenţa la compresiune minimă pe secţiune (fc,ef.min.=16,4 N/mm2) - Rezistenţa la compresiune medie pe elemente (fc,ef.med.= 21,5 N/mm2) - Abaterea standard a rezultatelor, s= 4,09. în conformitate cu 8.4.14 se alege s=4,09

Determinarea rezistenţei caracteristice: (cea mai mică valoare dintre): fck,is = fm(n),is - 1,48 x s = 21,5 – 1,48 x 4,09 = 15,4 N/mm2 fck,is = fis,min + 4 = 16,4 + 4 = 20,4 N/mm2

Conform tabelului 6.1, fck,is,cub = 21 N/mm2 pentru clasa C20/25, deci betonul din lucrare nu corespunde clasei de beton prescrise, betonul are clasa de rezistenţă C12/15 (fck,is,cub

=13 N/mm2) . NOTĂ - Rezultatele se rotunjesc la cea mai apropiată valoare de 0,5 MPa. Observaţie: În cazul în care se cerea determinarea rezistenţei caracteristice a fiecarui perete in parte, trebuiau luate în considerare rezistenţele obţinute pentru fiecare punct.

Rezistenţa betonului din peretele D2 se determină în funcţie de: - Rezistenţa la compresiune minimă pentru fiecare punct (fc,ef.min.=16,5 N/mm2) - Rezistenţa la compresiune medie pe perete (fc,ef.med.= 25,9 N/mm2) - Abaterea standard a rezultatelor, s= 2,72. În conformitate cu 8.4.14 se alege s=3.

75

Determinarea rezistentei caracteristice (cea mai mică valoare dintre): fck,is = fm(n),is - 1,48 x s = 25,9 – 1,48 x 3 = 21,5 N/mm2 fck,is = fis,min + 4 = 16,5 + 4 = 20,5 N/mm2

Conform tabelului 6.1, fck,is,cub = 21 N/mm2 pentru clasa C20/25, deci betonul din

peretele D2 nu corespunde clasei de beton prescrise, betonul are clasa de rezistenţă C16/20 (fck,is,cub =17 N/mm2) . NOTĂ - Rezultatele se rotunjesc la cea mai apropiată valoare de 0,5 MPa.

76

Anexa C: COMENTARII SI RECOMANDARI

C1. Obiect şi domeniu de aplicare

C1.1. Metodele prezentate în acest normativ pot fi aplicate indiferent de tipul şi destinaţia construcţiei având structura din beton armat monolit/prefabricat sau de etapele de realizare/fazele de intervenţie în care se află aceasta, în cazul în care nu există dispoziţii contrare specificate de proiectant şi/sau expert.

C1.4. În prezentul normativ sunt prezentate principiile pentru stabilirea unor relaţii între: - rezultatele testelor pe carote şi rezistenţa betonului; - rezultatele testelor indirecte şi rezistenţa obţinută pe carote; - rezultatele testelor indirecte combinate (inclusiv în condiţiile în care se dispune de

carote sau pe corpuri de probă) şi rezistenţa betonului.

C5. Planificarea investigaţiilor privind evaluarea rezistenţei la compresiune a betonului

C5.3. Selectarea programelor de încercare

C5.3.2. Precizia evaluării rezistenţei in-situ

În cazul unor anumite metode de încercare, de exemplu, viteza ultrasunetelor sau durităţii superficiale, extinderea încercărilor conduce la creşteri relativ reduse ale costurilor, dar în alte cazuri cum ar fi metoda extragerii şi încercării carotelor, costurile se pot majora substanţial. Decizia privind numărul şi tipurile de încercări trebuie să se ia având în vedere o evaluare a costurilor necesare obţinerii unui grad de încredere adecvat al rezultatelor încercărilor.

C7. Metode de încercare pentru evaluarea rezistenţei la compresiune a betonului

C7.1. Metoda carotelor

C7.1.1.Consideraţii generale

Carotele pot fi utilizate şi la determinarea următoarelor caracteristici ale betonului: - rezistenţa la întindere prin despicare; - rezistenţa la îngheţ-dezgheţ; - gradul de permeabilitate; - densitatea aparentă; - porozitatea.

C7.1.2. Selectarea zonelor de extragere a carotelor

Rezistenţa betonului intr-un element descreşte către partea superioară chiar şi pentru plăci, şi poate fi cu până la 25 % mai mică în extremitatea superioară decât în miezul betonului. Betonul de rezistenţă scăzută este adesea concentrat la o distanţă de 300 mm sau de 20% de partea superioară a înălţimii elementului (se alege valoarea mai mică).

C7.1.4. Mărimea carotelor

Coeficientul de variaţie a rezistenţei obţinute pe carote în cazul încercării într-un singur laborator este de 3,2%, respectiv de 4,7%, pentru încercări inter-laboratoare pentru betoane având rezistenţe între 32 MPa si 48 MPa. În cazul în care se încearcă două probe extrase din

77

acelaşi beton, valorile rezistenţelor individuale obţinute nu diferă cu mai mult 9% faţă de rezistenţa medie în cazul încercărilor efectuate intr-un singur laborator, respectiv cu 13% în cazul în care rezultatele individuale s-au obţinut în cadrul unor încercări interlaboratoare.

C7.1.6. Aparatura şi tehnica de încercare. Determinarea rezistenţei la compresiune

Factorii principali care determină diferenţele sunt: - degradarea unui strat de beton adiacent suprafeţei laterale a carotei datorită

operaţiei de carotare; - degradarea unui strat de beton adiacent suprafeţelor de capăt a carotei, prin operaţia

de tăiere transversală, sau neuniformitatea de transmitere a sarcinii la capetele rupte de pe fund cu pene sau leviere;

- existenţa unui strat intermediar între platanele presei şi carotă cu proprietăţi diferite de cele ale betonului;

- existenţa unei zvelteţi definite ca raport între înălţimea carotei şi diametrul, variabile şi diferite de valoarea caracteristică a rezistenţei cubului.

C7.2. Metoda ultrasunetelor

C7.2.1. Consideraţii generale

Cele mai importante proprietăţi ale betonului care influenţează viteza ultrasunetelor sunt modulul de elasticitate şi densitatea. Pentru beton aceste proprietăţi sunt influentate de tipul de agregate, de proportia şi de proprietăţile fizice ale acestora precum şi de proprietăţile fizice ale pastei de ciment care este influenţată de raportul iniţial apă ciment şi de maturitate betonului. Rezistenţa betonului este influenţată mai mult de raportul apă/ ciment decât de tipul de agregate şi de proprietăţile pastei şi ale agregatelor.

C7.2.2. Domeniu de aplicare

Metoda ultrasunetelor mai poate fi utilizată pentru determinarea: a) proprietăţilor elasto-dinamice ale betonului; b) defectelor din elemente sau structuri; c) modificărilor structurii betonului în timpul întăririi sub acţiunea agenţilor chimici sau

fizici agresivi, sau sub acţiunea solicitărilor mecanice; d) omogenităţii betonului în lucrare.

C7.2.3. Selectarea zonelor de încercare şi numărul de încercări

La selectarea zonelor de încercare se apreciază că: - pentru controlul omogenităţii este suficientă o reţea de puncte cu distanţa între secţiuni de 50 cm. - pentru examenul defectoscopic este necesară o reţea principală, cu distanţa între secţiuni de 30 cm, posibilităţi de îndesire suplimentară, prin reţele secundare.

C7.4. Încercarea betonului prin metoda nedistructivă combinată

C7.4.1 Consideraţii generale

Utilizarea metodei nedistructive combinate prezintă următoarele avantaje în raport cu alte metode nedistructive:

- precizia determinării rezistenţei este de regulă superioară metodelor nedistructive simple;

78

- nu obligă la cunoaşterea maturităţii betonului; - este mai puţin influenţată de variaţiile necontrolate ale dozajului şi tipului de

ciment sau ale granulozităţii agregatului decât metoda ultrasonică.

C7.4.3 Selectarea zonelor de încercare şi numărul de încercări

Dacă încercările se efectuează pe faţa turnată a elementelor, valorile rezistenţelor la compresiune, determinate pe baza încercărilor nedistructive combinate, vor fi cu cca. 20% mai mici decât cele reale.